WO2024019261A1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2024019261A1
WO2024019261A1 PCT/KR2023/005017 KR2023005017W WO2024019261A1 WO 2024019261 A1 WO2024019261 A1 WO 2024019261A1 KR 2023005017 W KR2023005017 W KR 2023005017W WO 2024019261 A1 WO2024019261 A1 WO 2024019261A1
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light
light emitting
substrate
sheet
display device
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PCT/KR2023/005017
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English (en)
French (fr)
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김대식
김경형
김종일
니시다야스히로
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삼성전자주식회사
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Publication date
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    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/28—Adhesive materials or arrangements

Definitions

  • the disclosed invention relates to a display device, and more particularly, to a display device including a backlight unit.
  • a display device may refer to a type of output device that converts acquired and/or stored electrical information into visual information and displays it to a user.
  • the display device may include a liquid crystal panel and a back light unit (BLU) that provides light to the liquid crystal panel.
  • the backlight unit may include a plurality of point light sources capable of independently emitting light.
  • the thickness of display devices has become increasingly thinner.
  • the optical distance (OD) can be reduced.
  • One aspect of the disclosed invention seeks to provide a display device whose thickness is reduced by reducing the optical distance (OD).
  • One aspect of the disclosed invention seeks to provide a display device with improved luminance uniformity by reducing the dark portion of the backlight unit.
  • One aspect of the disclosed invention seeks to provide a display device that includes a reflector array disposed between light sources of a backlight unit to reflect light and support a diffuser plate and/or composite sheet.
  • a display device may include a liquid crystal panel and a backlight unit configured to provide light to the liquid crystal panel.
  • the backlight unit includes a substrate, a plurality of light emitting diodes provided to emit light on the substrate, and a plurality of refractive covers, where each of the plurality of refractive covers is disposed on a corresponding light emitting diode of the plurality of light emitting diodes. It may include a plurality of refractive covers and a plurality of reflectors disposed between the plurality of light emitting diodes on the substrate and provided to reflect light emitted from the plurality of light emitting diodes.
  • the plurality of light emitting diodes may be spaced apart at a first interval along a first direction on the substrate.
  • the plurality of light emitting diodes may be spaced apart from each other at the first interval along a second direction perpendicular to the first direction on the substrate.
  • the plurality of reflectors may be spaced apart at a second interval along a third direction on the substrate.
  • the second interval may be larger than the first interval.
  • the third direction may be diagonal to the first direction and the second direction.
  • Each of the plurality of reflectors may be provided in the shape of a frustum of square pyramid.
  • Each side of the square pyramid shape corresponds to each of the plurality of reflectors among the plurality of light emitting diodes and can view adjacent light emitting diodes.
  • the plurality of reflectors may be provided in at least one shape among a truncated cone, a polygonal cone, a cone, and a polygonal pyramid.
  • the plurality of reflectors are a plurality of protrusions protruding from the substrate toward the liquid crystal panel, each of the plurality of protrusions includes a plurality of protrusions including at least one side surface, and the plurality of protrusions include at least one side of the plurality of protrusions. It may include a plurality of protrusion covers disposed on a surface to form at least one reflective surface on each of the plurality of protrusions.
  • the backlight unit may further include a reflective sheet disposed on the substrate.
  • the reflective sheet includes a plurality of protrusion covers, a plurality of through holes corresponding to each of the plurality of light emitting diodes, and a portion of the reflective sheet such that at least one region of the reflective sheet forms the plurality of protrusion covers. It may include a plurality of incisions formed by cutting the.
  • Each of the plurality of light emitting diodes may pass through the corresponding plurality of through holes.
  • a phosphor provided to convert the wavelength of light incident on the at least one reflective surface may be applied to the at least one region of the reflective sheet.
  • the backlight unit includes a composite sheet disposed between the substrate and the liquid crystal panel, is disposed between the composite sheet and the substrate, is provided on one side of the composite sheet, and adheres the composite sheet to the plurality of reflectors. It may further include an adhesive layer.
  • the composite sheet includes a reflector sheet provided to selectively reflect incident light, a diffuser sheet provided to diffuse the incident light, and a device to convert the wavelength of the incident light. It may include at least one of a light conversion sheet provided and a prism sheet including a prism pattern.
  • the plurality of reflectors may support the composite sheet so that an air gap is formed between the composite sheet and the substrate.
  • the backlight unit may include a diffuser plate disposed between the substrate and the liquid crystal panel and configured to diffuse incident light.
  • the backlight unit may be provided on a first surface of the diffusion plate to be disposed between the diffusion plate and the liquid crystal panel, and may include an optical sheet including at least one of a light conversion sheet, a prism sheet, and a reflective polarizing sheet. You can.
  • the backlight unit may include an adhesive layer provided on a second surface of the diffusion plate and provided to adhere the diffusion plate to the plurality of reflectors.
  • the plurality of light emitting diodes may be mounted on the substrate using a COB (Chip On Board) method.
  • COB Chip On Board
  • Each of the plurality of refractive covers may be formed by dispensing and curing a transparent material in a liquid state at a plurality of points.
  • the liquid transparent material may have a higher refractive index than air.
  • a display device may include a liquid crystal panel and a backlight unit configured to provide light to the liquid crystal panel.
  • the backlight unit includes a substrate and a plurality of light emitting diodes mounted on the substrate to output light, including a first light emitting diode, a second light emitting diode spaced apart from the first light emitting diode by a first distance in a first direction, and , a third light emitting diode spaced apart from the first light emitting diode by the first distance in a second direction perpendicular to the first direction, and a third light emitting diode spaced apart from the second light emitting diode by the first distance in the second direction.
  • a plurality of light emitting diodes including four light emitting diodes, a plurality of refractive covers covering each of the plurality of light emitting diodes, and a second distance smaller than the first distance from each of the first to fourth light emitting diodes. It may include a reflector that is spaced apart and includes first to fourth reflective surfaces to reflect light emitted from the first to fourth light emitting diodes.
  • the reflector may include a protrusion that protrudes from the substrate toward the liquid crystal panel and includes four side surfaces, and a protrusion cover that forms the first to fourth reflective surfaces by covering the four side surfaces. there is.
  • the backlight unit is provided to cover the substrate and may include a reflective sheet including the protrusion cover.
  • the reflective sheet may include a plurality of through holes corresponding to each of the plurality of light emitting diodes so that each of the plurality of light emitting diodes passes through.
  • the reflective sheet may include a cut portion formed by cutting a portion of the reflective sheet so that one area of the reflective sheet forms the protrusion cover.
  • the backlight unit may include a composite sheet disposed between the substrate and the liquid crystal panel.
  • the backlight unit may be provided on one side of the composite sheet to be positioned between the composite sheet and the substrate, and may include an adhesive layer that adheres the composite sheet to the plurality of reflectors.
  • the composite sheet includes a reflector sheet provided to selectively reflect incident light, a diffuser sheet provided to diffuse incident light, and a diffuser sheet provided to convert the wavelength of incident light. It may include at least one of a light conversion sheet and a prism sheet including a prism pattern.
  • a display device includes a liquid crystal panel and a backlight unit provided to provide light to the liquid crystal panel.
  • the backlight unit includes a substrate and a plurality of light emitting diodes provided to emit light on the substrate, wherein the plurality of light emitting diodes are spaced apart from each other at a first interval along a first direction on the substrate and are perpendicular to the first direction.
  • the plurality of refractive covers are spaced apart from each other at a second interval along a third direction, the second interval is greater than the first interval, and the third direction is diagonal to the first and second directions. It includes a plurality of refractive covers and a plurality of reflectors disposed between the plurality of light emitting diodes on the substrate and provided to reflect light emitted from the plurality of light emitting diodes.
  • Each of the plurality of reflectors may be provided in the shape of a square cone.
  • Each side of the square pyramid shape may face an adjacent and corresponding light emitting diode among the plurality of light emitting diodes.
  • the plurality of reflectors are a plurality of protrusions protruding from the substrate toward the liquid crystal panel, each of the plurality of protrusions includes a plurality of protrusions including at least one side, and the at least one side of the plurality of protrusions on the substrate. It may include a plurality of protrusion covers that are respectively disposed to form at least one reflective surface on each of the plurality of protrusions.
  • the backlight unit includes a composite sheet disposed between the substrate and the liquid crystal panel, provided on a surface of the composite sheet, disposed between the composite sheet and the substrate, and provided to adhere the composite sheet to the plurality of reflectors. It may further include an adhesive layer.
  • the plurality of reflectors may support the composite sheet so that an air gap is formed between the composite sheet and the substrate.
  • the backlight unit includes a diffusion plate disposed between the substrate and the liquid crystal panel and provided to diffuse incident light, a diffusion plate provided on a first surface of the diffusion plate and disposed between the diffusion plate and the liquid crystal panel, and light It may further include a conversion sheet, an optical sheet including at least one of a prism sheet and a reflective polarizing sheet, and an adhesive layer provided on a second surface of the diffusion plate and provided to adhere the diffusion plate to the plurality of reflectors. there is.
  • a display device whose thickness is reduced by reducing the optical distance can be provided.
  • a display device with improved luminance uniformity can be provided by reducing the dark portion of the backlight unit.
  • a display device including a reflector array disposed between light sources of a backlight unit to reflect light and support a diffusion plate or composite sheet can be provided.
  • Figure 1 shows an example of the appearance of a display device according to an embodiment.
  • Figure 2 shows an example of the structure of a display device according to an embodiment.
  • Figure 3 shows an example of a liquid crystal panel according to an embodiment.
  • Figure 4 shows an exploded view of a backlight unit according to one embodiment.
  • Figure 5 schematically shows an example of a light source included in a backlight unit according to an embodiment.
  • Figure 6 shows an example of a light emitting diode included in a backlight unit according to an embodiment.
  • FIG. 7 shows the intensity of light emitted from the light emitting diode according to the embodiment of FIG. 6 according to the emission angle.
  • Figure 8 shows an enlarged example of A in Figure 4.
  • Figure 9 shows an enlarged example of B in Figure 4.
  • Figure 10 shows a reflective sheet disposed on a light source module in a backlight unit according to an embodiment.
  • FIG. 11 shows a cross-section of a liquid crystal panel and a backlight unit taken along line C-C' of FIG. 10 in a display device according to an embodiment.
  • Figure 12 shows a light source module and a reflective sheet in a backlight unit according to an embodiment.
  • FIG. 13 shows an enlarged example of D in FIG. 12 .
  • Figure 14 is an exploded view of a backlight unit according to one embodiment.
  • Figure 15 shows a cross section of a liquid crystal panel and a backlight unit according to one embodiment.
  • Figure 16 shows a protrusion of a reflector in a backlight unit according to an embodiment.
  • Figure 17 shows a protrusion of a reflector in a backlight unit according to an embodiment.
  • Figure 18 shows a protrusion of a reflector in a backlight unit according to an embodiment.
  • Figure 19 shows a reflector in a backlight unit according to one embodiment.
  • first”, “second”, etc. used in this specification may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms It is used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • the term “and/or” includes any combination of a plurality of related stated items or any of a plurality of related stated items.
  • Figure 1 shows an example of the appearance of a display device according to an embodiment.
  • the display device 10 is a device that processes image signals received from the outside and visually displays the processed image.
  • the display device 10 is a television (TV) is exemplified, but is not limited thereto.
  • the display device 10 can be implemented in various forms such as a monitor, a portable multimedia device, and a portable communication device, and the form of the display device 10 is not limited as long as it is a device that visually displays images. .
  • the display device 10 may include a large format display (LFD) installed outdoors, such as on the roof of a building or at a bus stop.
  • LFD large format display
  • the outdoors is not necessarily limited to the outdoors, and the display device 10 according to an embodiment can be installed in any place where many people can come and go even indoors, such as a subway station, shopping mall, movie theater, company, or store.
  • the display device 10 receives content including video signals and audio signals from various content sources, and displays video (e.g., images) and audio (e.g., sounds) corresponding to the video signals and audio signals. ) can be output.
  • the display device 10 may receive content data through a broadcast reception antenna or a wired cable, receive content data from a content playback device, or receive content data from a content provision server of a content provider.
  • the present disclosure is not limited to the above content.
  • the display device 10 may obtain video and/or audio signals through an interface. Alternatively, or additionally, the display device may have access to video and/or audio signals stored therein.
  • the display device 10 may include a main body 11 and a screen 12 that displays an image I.
  • the main body 11 forms the exterior of the display device 10, and parts for the display device 10 to display an image I or perform various functions may be provided inside the main body 11.
  • the main body 11 shown in FIG. 1 has a flat plate shape, but the shape of the main body 11 is not limited to that shown in FIG. 1.
  • the main body 11 may have a curved plate shape.
  • the screen 12 is formed on the front of the main body 11 and can display an image (I).
  • image (I) can display still images or moving images.
  • the screen 12 can display a two-dimensional flat image or a three-dimensional stereoscopic image using the parallax between the user's two eyes.
  • the screen 12 may include a non-emissive panel (eg, a liquid crystal panel) that can pass or block light emitted by a back light unit (BLU).
  • a non-emissive panel eg, a liquid crystal panel
  • BLU back light unit
  • a plurality of pixels P are formed on the screen 12, and the image I displayed on the screen 12 may be formed by light emitted from each of the plurality of pixels P.
  • the image I may be formed on the screen 12 by combining the light emitted from each of the plurality of pixels P like a mosaic.
  • Each of the plurality of pixels P may emit light of various brightnesses and colors. In order to emit light of various colors, each of the plurality of pixels P may include subpixels PR, PG, and PB.
  • the subpixels include a red subpixel (PR) capable of emitting red light, a green subpixel (PG) capable of emitting green light, and a blue subpixel capable of emitting blue light. It may include a pixel (PB).
  • red light can represent light with a wavelength of approximately 620 nm (nanometer, one billionth of a meter) to 750 nm.
  • Green light can represent light with a wavelength ranging from approximately 495 nm to 570 nm.
  • Blue light can represent light with a wavelength ranging from approximately 450 nm to 495 nm.
  • red light of the red subpixel (PR), the green light of the green subpixel (PG), and the blue light of the blue subpixel (PB) By combining the red light of the red subpixel (PR), the green light of the green subpixel (PG), and the blue light of the blue subpixel (PB), light of various brightnesses and colors is emitted from each of the plurality of pixels (P). can do.
  • FIG. 2 shows an example of the structure of the display device 10 according to an embodiment
  • FIG. 3 shows an example of a liquid crystal panel included in the display device 10 according to an embodiment.
  • various component parts for generating an image I on the screen 12 may be provided inside the main body 11.
  • the main body 11 includes a back light unit (BLU) 100, which is a surface light source, and a liquid crystal panel 20 that blocks or passes the light emitted from the back light unit 100. and a control assembly 50 that controls the operation of the backlight unit 100 and the liquid crystal panel 20, and a power assembly 60 that supplies power to the backlight unit 100 and the liquid crystal panel 20.
  • BLU back light unit
  • the main body 11 includes a bezel 13, a frame middle mold 14, and a bottom chassis 15 to support the liquid crystal panel 20, the backlight unit 100, the control assembly 50, and the power assembly 60. It may include a rear cover (16).
  • the backlight unit 100 may include a point light source that emits monochromatic light or white light. Additionally, the backlight unit 100 may refract, reflect, and scatter light to convert light emitted from a point light source into uniform surface light. In this way, the backlight unit 100 can emit uniform surface light toward the front by refracting, reflecting, and scattering light emitted from a point light source.
  • the backlight unit 100 is described in more detail below.
  • the liquid crystal panel 20 is provided in front of the backlight unit 100 and blocks or passes light emitted from the backlight unit 100 to form an image I.
  • the front surface of the liquid crystal panel 20 forms the screen 12 of the display device 10 described above, and the liquid crystal panel 20 can form a plurality of pixels P.
  • the plurality of pixels P may independently block or pass light from the backlight unit 100. Additionally, light passing through the plurality of pixels (P) may form an image (I) displayed on the screen (12).
  • the liquid crystal panel 20 includes a first polarizing film 21, a first transparent substrate 22, a pixel electrode 23, a thin film transistor 24, and a liquid crystal layer 25. , it may include a common electrode 26, a color filter 27, a second transparent substrate 28, and a second polarizing film 29.
  • the first transparent substrate 22 and the second transparent substrate 28 can fix and support the pixel electrode 23, thin film transistor 24, liquid crystal layer 25, common electrode 26, and color filter 27. there is.
  • the first and second transparent substrates 22 and 28 may be made of, for example, tempered glass or transparent resin.
  • the present disclosure is not limited to this.
  • the first transparent substrate 22 and the second transparent substrate 28 may be formed of different materials and/or a combination of materials without departing from the scope of the present disclosure.
  • the first polarizing film 21 and the second polarizing film 29 are provided outside the first and second transparent substrates 22 and 28.
  • the first polarizing film 21 and the second polarizing film 29 can each pass certain polarized light and block (reflect or absorb) other polarized light.
  • the first polarizing film 21 may pass polarized light in the first direction and block (reflect or absorb) other polarized light.
  • the second polarizing film 29 may pass polarized light in the second direction and block (reflect or absorb) other polarized light.
  • the first direction and the second direction may be perpendicular to each other. Therefore, the polarized light that has passed through the first polarizing film 21 cannot directly pass through the second polarizing film 29.
  • the color filter 27 may be provided inside the second transparent substrate 28.
  • the color filter 27 may include, for example, a red filter 27R that passes red light, a green filter 27G that passes green light, and a blue filter 27G that passes blue light. Additionally, the red filter 27R, green filter 27G, and blue filter 27B may be arranged in parallel with each other.
  • the area occupied by the color filter 27 corresponds to the pixel P described above.
  • the area occupied by the red filter 27R corresponds to the red subpixel PR
  • the area occupied by the green filter 27G corresponds to the green subpixel PG
  • the area occupied by the blue filter 27B corresponds to the green subpixel PG.
  • the pixel electrode 23 may be provided inside the first transparent substrate 22, and the common electrode 26 may be provided inside the second transparent substrate 28.
  • the pixel electrode 23 and the common electrode 26 are made of a metal material that conducts electricity, and can generate an electric field to change the arrangement of the liquid crystal molecules 115a constituting the liquid crystal layer 25, which will be described below. there is.
  • a thin film transistor (TFT) 24 is provided inside the second transparent substrate 22.
  • the thin film transistor 24 may be turned on (closed) or turned off (open) by image data provided from the panel driver 30. Additionally, an electric field may be created or removed between the pixel electrode 23 and the common electrode 26 depending on whether the thin film transistor 24 is turned on (closed) or turned off (open).
  • the liquid crystal layer 25 is formed between the pixel electrode 23 and the common electrode 26 and is filled with liquid crystal molecules 25a.
  • Liquid crystals can represent an intermediate state between a solid (crystal) and a liquid.
  • Liquid crystals can exhibit optical properties depending on changes in the electric field. For example, in liquid crystals, the direction of the molecular arrangement that makes up the liquid crystal may change depending on changes in the electric field. Therefore, the optical properties of the liquid crystal layer 25 may vary depending on the presence or absence of an electric field passing through the liquid crystal layer 25.
  • the liquid crystal layer 25 may rotate the polarization direction of light around the optical axis depending on the presence or absence of an electric field. As a result, the polarization direction of the polarized light passing through the first polarizing film 21 is rotated while passing through the liquid crystal layer 25, and can pass through the second polarizing film 29.
  • a cable 20a that transmits image data to the liquid crystal panel 20, and a display driver integrated circuit (DDI) that processes digital image data and outputs an analog image signal.
  • DPI display driver integrated circuit
  • the cable 20a may electrically connect the control assembly 50 and/or the power assembly 60 and the panel driver 30.
  • the cable 20a may electrically connect the panel driver 30 and the liquid crystal panel 20.
  • the cable 20a may include a flexible flat cable or a film cable that can be bent.
  • the panel driver 30 may receive image data and power from the control assembly 50 and the power assembly 60 through the cable 20a. Additionally, the panel driver 30 can provide image data and driving current to the liquid crystal panel 20 through the cable 20a.
  • the cable 20a and the panel driver 30 may be integrated into a film cable, chip on film (COF), tape carrier package (Tape Carrier Packet, TCP), etc.
  • the panel driver 30 may be placed on the cable 20b.
  • the present invention is not limited to this and the panel driver 30 may be disposed on the liquid crystal panel 20 .
  • the control assembly 50 may include a control circuit that controls the operation of the liquid crystal panel 20 and the backlight unit 100.
  • the control circuit may process video signals and/or audio signals received from an external content source.
  • the control circuit can transmit image data to the liquid crystal panel 20 and transmit dimming data to the backlight unit 100.
  • the power assembly 60 may include a power circuit that supplies power to the liquid crystal panel 20 and the backlight unit 100.
  • the power circuit may supply power to the control assembly 50, the backlight unit 100, and the liquid crystal panel 20.
  • the control assembly 50 and the power assembly 60 may be implemented with a printed circuit board and various circuits mounted on the printed circuit board.
  • the power circuit of the power assembly 60 may include a condenser, a coil, a resistor element, a processor, etc., and a power circuit board on which they are mounted.
  • the control circuit may include a memory, a processor, and a control circuit board of the control assembly 50 on which they are mounted.
  • Figure 4 shows an example of a backlight unit included in a display device according to an embodiment.
  • Figure 5 schematically shows an example of a light source included in a backlight unit according to an embodiment.
  • the backlight unit 100 includes a light source module 110 that generates light, a reflective sheet 120 that reflects light, and a light that uniformly diffuses the incident light and emits it. It may include a composite sheet 140 that improves the brightness of light, and an adhesive layer 130 disposed between the composite sheet 140 and the reflective sheet 120.
  • the backlight unit 100 may not include a diffuser plate.
  • the backlight unit 100 may include a composite sheet 140 that is thinner than the diffusion plate.
  • the composite sheet 140 like a diffusion plate, may be prepared to uniformly diffuse light incident on the composite sheet 140. Since the composite sheet 140 is thinner than the diffusion plate, the thickness of the backlight unit 100 according to one embodiment may be reduced.
  • the light source module 110 may include a plurality of light sources 111 provided to emit light, a substrate 112 on which the plurality of light sources 111 are mounted, and a protrusion 210 protruding from the substrate 112. there is.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged in a predetermined pattern so that light is emitted with uniform luminance.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged so that the distance between one light source and adjacent light sources is the same.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged in rows and columns. Thereby, a plurality of light sources can be arranged so that an approximately square is formed by four adjacent light sources. According to such an embodiment, one light source is disposed adjacent to four light sources, and the distance between one light source and the four adjacent light sources may be approximately the same.
  • the arrangement of the plurality of light sources 111 is not limited to the arrangement described above, and the plurality of light sources 111 may be arranged in various ways so that light is emitted with uniform luminance.
  • the light source 111 when power is supplied, the light source 111 produces monochromatic light (light with a specific range of wavelengths or light with one peak wavelength, for example, blue light) or white light (light with a plurality of peak wavelengths,
  • a device that can emit light a mixture of red light, green light, and blue light in various directions can be employed.
  • each of the plurality of light sources 111 may include a light emitting diode (LED) 190 and a refractive cover 180.
  • LED light emitting diode
  • the thickness of the backlight unit 100 may also be thinner.
  • each of the plurality of light sources 111 is made thinner and its structure is simplified.
  • the light emitting diode 190 may be directly attached to the substrate 112 using a chip on board (COB) method.
  • the light source 111 may include a light emitting diode 190 in which a light emitting diode chip or light emitting diode die is directly mounted on the substrate 112 without separate packaging.
  • the light emitting diode 190 may be manufactured as a flip chip type.
  • the flip chip type light emitting diode 190 does not use an intermediate medium such as a metal lead (wire) or a ball grid array (BGA) when attaching the light emitting diode, which is a semiconductor device, to the substrate 112.
  • the electrode pattern of the semiconductor device can be fused to the substrate 112 as is. In this way, by omitting the metal lead (wire) or ball grid array, it is possible to miniaturize the light source 111 including the flip chip type light emitting diode 190.
  • the refractive cover 180 may cover the light emitting diode 190.
  • the refractive cover 180 can prevent or suppress damage to the light emitting diode 190 due to external mechanical action and/or damage to the light emitting diode 190 due to chemical action.
  • the refractive cover 180 may be provided in a substantially dome shape with a concave central portion.
  • the refractive cover 180 can increase the direction angle of a portion of the distribution of light with high light intensity at the center of the light emitting diode 190.
  • the hot spot at the center of the light emitting diode 190 can be reduced and the pitch between the light emitting diodes 190 can be increased, and as a result, the number of light emitting diodes 190 in the backlight unit 100 can be reduced. The number can be reduced.
  • the refractive cover 180 may be formed by dispensing and curing a transparent material in a liquid state at a plurality of points.
  • the refractive cover 180 may be formed by dispensing and curing a transparent material in a liquid state at four points on the light emitting diode 190.
  • the liquid transparent material may have a higher refractive index than air.
  • the refractive cover 180 may be made of silicone or epoxy resin.
  • the molten silicon or epoxy resin is discharged onto the light emitting diode 190 through a nozzle, etc., and then the discharged silicon or epoxy resin is cured, thereby forming the refractive cover 180.
  • the refractive cover 180 may be optically transparent or translucent.
  • the refractive cover 180 may be arranged so that light emitted from the light emitting diode 190 passes through the refractive cover 180 and is emitted to the outside.
  • the refractive cover 180 may allow light emitted from the light emitting diode 190 to pass through, prevent and/or suppress damage to the light emitting diode 190, or provide an optically transparent and/or translucent cover. It can be formed from a combination of different materials that can be provided.
  • the dome-shaped refractive cover 180 can refract light like a lens. For example, light emitted from the light emitting diode 190 may be dispersed by being refracted by the refractive cover 180. In contrast, the light emitted from the light emitting diode 190 may be focused by the refractive cover 180.
  • the refractive cover 180 not only protects the light emitting diode 190 from external mechanical and/or chemical or electrical actions, but also disperses light emitted from the light emitting diode 190.
  • the substrate 112 may fix the plurality of light sources 111 so that the positions of the light sources 111 do not change. Additionally, the substrate 112 may supply power to each light source 111 so that the light source 111 emits light.
  • the substrate 112 may fix a plurality of light sources 111 .
  • the substrate 112 may be made of synthetic resin or tempered glass or a printed circuit board (PCB) on which a conductive power supply line is formed to supply power to the light source 111.
  • PCB printed circuit board
  • a plurality of light emitting diodes 190 may be provided on the upper surface of the substrate 112 to form an array, and a plurality of refractive covers 180 may be provided to correspond to each of the plurality of light emitting diodes 190. .
  • Figure 6 shows an example of a light emitting diode included in a backlight unit according to an embodiment.
  • FIG. 7 shows the intensity of light emitted from the light emitting diode shown in FIG. 6 according to the exit angle.
  • the light emitting diode 190 may include a transparent substrate 195, an n-type semiconductor layer 193, and a p-type semiconductor layer 192. Additionally, a multi quantum well (MQW) layer 194 is formed between the n-type semiconductor layer 193 and the p-type semiconductor layer 192.
  • MQW multi quantum well
  • the transparent substrate 195 may be the base of a pn junction capable of emitting light.
  • the transparent substrate 195 may include, for example, sapphire (Al 2 O 3 ), which has a crystal structure similar to that of the semiconductor layers 193 and 192.
  • a pn junction By bonding the n-type semiconductor layer 193 and the p-type semiconductor layer 192, a pn junction can be implemented.
  • a depletion region may be formed between the n-type semiconductor layer 193 and the p-type semiconductor layer 192. In the depletion layer, electrons of the n-type semiconductor layer 193 and holes of the p-type semiconductor layer 192 may recombine. Light can be emitted by recombination of electrons and holes.
  • the n-type semiconductor layer 193 may include, for example, n-type gallium nitride (n-type GaN). Additionally, the p-type semiconductor layer 192 may also include, for example, p-type gallium nitride (p-type GaN).
  • the energy band gap of gallium nitride (GaN) is approximately 3.4 eV (electronvolt), which can emit light with a wavelength shorter than 400 nm. Accordingly, deep blue or ultraviolet rays may be emitted from the junction of the n-type semiconductor layer 193 and the p-type semiconductor layer 192.
  • the n-type semiconductor layer 193 and the p-type semiconductor layer 192 are not limited to gallium nitride, and various semiconductor materials may be used depending on the required light.
  • the first electrode 191a of the light emitting diode 190 is in electrical contact with the p-type semiconductor layer 192, and the second electrode 191b is in electrical contact with the n-type semiconductor layer 193.
  • the first electrode 191a and the second electrode 191b may function not only as electrodes but also as reflectors that reflect light.
  • Electrons and holes can recombine in the depletion layer formed between the p-type semiconductor layer 192 and the n-type semiconductor layer 193.
  • the energy of the electrons and holes eg, kinetic energy and potential energy
  • light can be emitted.
  • the energy gap (energy band gap) of the quantum well layer 194 is smaller than the energy gap of the p-type semiconductor layer 192 and/or the n-type semiconductor layer 193. As a result, holes and electrons can each be trapped in the quantum well layer 194.
  • quantum well layer 194 From the quantum well layer 194, light having a wavelength corresponding to the energy gap of the quantum well layer 194 may be emitted.
  • quantum well layer 194 may emit blue light between 420 nm and 480 nm.
  • the quantum well layer 194 may correspond to a light emitting layer that emits blue light.
  • Light generated by recombination of electrons and holes is not emitted in a specific direction, and as shown in FIG. 6, light can be emitted in all directions.
  • the intensity of light emitted in a direction perpendicular to the light-emitting surface is the largest and the intensity of light emitted in a direction parallel to the light-emitting surface is the smallest.
  • a first reflective layer 196 is provided on the outside of the transparent substrate 195 (top of the transparent substrate in the drawing). That is, the first reflective layer 196 may be disposed on top of the light emitting layer 194. Additionally, a second reflection layer 197 is provided outside the p-type semiconductor layer 192 (lower part of the p-type semiconductor layer in the drawing). In this way, the transparent substrate 195, the n-type semiconductor layer 193, the quantum well layer 194, and the p-type semiconductor layer 192 will be disposed between the first reflection layer 196 and the second reflection layer 197. You can.
  • the first reflection layer 196 and the second reflection layer 197 may each reflect a portion of the incident light and allow another portion of the incident light to pass through.
  • the first reflection layer 196 and the second reflection layer 197 may reflect light having a wavelength within a specific wavelength range and may pass light having a wavelength outside the specific wavelength range.
  • the first reflection layer 196 and the second reflection layer 197 may reflect blue light having a wavelength between 420 nm and 480 nm emitted from the quantum well layer 194.
  • first reflection layer 196 and the second reflection layer 197 may reflect incident light having a specific incident angle and may pass light outside the specific incident angle.
  • first reflection layer 196 and the second reflection layer 197 may be DBR (Distributed Bragg Reflector) layers formed by stacking materials with different refractive indices so as to have various reflectances depending on the angle of incidence.
  • DBR Distributed Bragg Reflector
  • the first reflection layer 196 may reflect light incident at a small incident angle and pass light incident at a large incident angle.
  • the second reflection layer 197 may reflect or pass light incident at a small incident angle and reflect light incident at a large incident angle.
  • the incident light may be blue light with a wavelength between 420 nm and 480 nm.
  • the intensity of light emitted in a direction perpendicular to the top surface of the light-emitting diode 190 (in the drawing, the intensity of light emitted in the upper direction of the light-emitting diode It may be smaller than the intensity of light emitted in a direction inclined at 40 to 60 degrees.
  • the beam angle of light emitted in a direction perpendicular to the top surface of the light emitting diode 190 can be defined as 0°, and the light emitted in a direction inclined with respect to the top surface of the light emitting diode 190 has an angle greater than 0°. It can be defined as a beam angle of up to 90°.
  • the intensity of light emitted at approximately 40 to 60 degrees with respect to the vertical axis of the light emitting diode 190 may be greatest.
  • the light emitting diode 190 may have a peak light intensity at a point where the beam angle is 50°. That is, among the lights emitted from the light emitting diode 190, the intensity of light with a beam angle of 50° may be the greatest.
  • the light emitting diode 190 may have a light intensity corresponding to half of the peak light intensity in an area having a beam angle lower than the beam angle having the peak light intensity.
  • the light emitting diode 190 may have a light intensity (Peak 1/2) that is half of the peak light intensity at a point where the beam angle is 30°.
  • the light emitting diode 190 may have a light intensity corresponding to half of the peak light intensity in an area having a beam angle higher than the beam angle having the peak light intensity.
  • the light emitting diode 190 may have a light intensity (Peak 1/2) corresponding to half the peak light intensity at a point where the beam angle is 70°.
  • the light emitting diode 190 may have an optical profile roughly shaped like a bat wing.
  • the batwing-shaped optical profile has an intensity of light emitted in an oblique direction (e.g., the light emitting surface and A light profile in which the intensity of light emitted in a direction having an angular distance of approximately 40 to 60 degrees from the vertical axis may be displayed is high.
  • Figure 8 shows an enlarged view of A in Figure 4.
  • Figure 9 shows an enlarged view of B in Figure 4.
  • Figure 10 shows a reflective sheet disposed on a light source module in a backlight unit according to an embodiment.
  • the light source module 110 may include a plurality of protrusions 210 protruding forward from the substrate 112 .
  • a plurality of reflectors 200 can be formed that reflect light emitted from the plurality of light sources 111 in a direction forward or close to the front.
  • the reflective sheet 120 may reflect light emitted from the plurality of light sources 111 forward or in a direction close to the front.
  • the reflective sheet 120 may include a plurality of through holes 121 corresponding to each of the plurality of light sources 111 of the light source module 110.
  • the light source 111 may pass through the through hole 120a and protrude in front of the reflective sheet 120. Through this arrangement, the plurality of light sources 111 can emit light in front of the reflective sheet 120.
  • the reflective sheet 120 may reflect light emitted from the plurality of light sources 111 toward the reflective sheet 120 toward the composite sheet 140 .
  • the reflective sheet 120 may include a plurality of cutouts 122 corresponding to each of the plurality of protrusions 210 of the light source module 110.
  • the plurality of cut portions 122 may be formed by cutting a portion of the reflective sheet 120.
  • the plurality of cut portions 122 may be provided in a shape corresponding to the edge of each of the plurality of protrusions 210.
  • the plurality of incisions 122 may be provided in a + shape.
  • the reflective sheet 120 may include a plurality of protrusion covers 123 provided to cover the plurality of protrusions 210 as one area of the reflective sheet 120.
  • the reflective sheet 120 may be coupled or attached to the substrate 112 so that a plurality of cutouts 122 are positioned on the plurality of protrusions 210 .
  • a plurality of reflectors 200 may be formed by combining or attaching the reflective sheet 120 to the substrate 112 .
  • the adhesive layer 130 and the composite sheet 140 may be provided in front of the light source module 110 and the reflective sheet 120.
  • the composite sheet 140 can evenly disperse the light emitted from the light source 111 of the light source module 110 and improve the luminance and uniformity of luminance of light incident on the composite sheet 140.
  • the composite sheet 140 may include various sheets to diffuse light incident thereon and improve luminance and uniformity of luminance.
  • the composite sheet 140 includes a reflector sheet 141 provided to selectively reflect incident light, a diffuser sheet 142 provided to diffuse incident light, and an incident light It may include at least one of a light conversion sheet 143 provided to convert the wavelength of light and a prism sheet 143 including a prism pattern.
  • the composite sheet 140 is not limited to the sheet or film shown in FIG. 4 and may include more various sheets or films, such as a protective sheet.
  • the adhesive layer 130 may be provided on one side of the composite sheet 140.
  • the adhesive layer 130 may be provided between the composite sheet 140 and the reflective sheet 120.
  • the adhesive layer 130 may adhere the composite sheet 140 to the plurality of reflectors 200.
  • the composite sheet 140 can be coupled to the light source module 110 by the adhesive layer 130 without a separate structure.
  • the light source module 110 may include a substrate 112, a plurality of light sources 111 mounted on the substrate 112, and a plurality of protrusions 210 protruding from the substrate 112. You can.
  • each of the plurality of protrusions 210 may be provided in the shape of an approximately square pyramid.
  • the protrusion 210 may be provided in a square pyramid shape with a flat apex.
  • the protrusion 210 may include an adhesive surface 211 forming its upper surface to increase the contact area with the adhesive layer 130.
  • the protrusion 210 may include four side faces, each of which faces the light source 111.
  • each reflective surface of the reflector 200 which will be described later, can be arranged to face the light source 111.
  • the reflective surface of the reflector 200 is arranged to face the four light sources 111 adjacent to the reflector 200, so that light emitted from the four light sources 111 can be reflected forward from the reflective surface.
  • the reflective sheet 120 may include a plurality of through holes 121 and a plurality of cutouts 122.
  • the reflective sheet 120 may include a plurality of protruding covers 123 that are an area adjacent to the plurality of cutouts 122 .
  • Each of the plurality of protruding covers 123 may correspond to a plurality of cutouts 122, respectively.
  • each of the plurality of light sources 111 may penetrate the through hole 121 and protrude toward the front of the reflective sheet 120 .
  • Each of the plurality of protrusion covers 123 may cover the plurality of protrusions 210 corresponding thereto.
  • the plurality of protrusions 210 and the plurality of protrusion covers 123 may form a plurality of reflectors 200.
  • the reflector 200 may include a protrusion 210 that forms its structural exterior, and a plurality of reflective surfaces that cover the outer surface of the protrusion 210 and are provided to reflect light.
  • a plurality of reflective surfaces may be formed by a plurality of protrusion covers 123 covering a plurality of protrusions 210 corresponding thereto.
  • At least a portion of the plurality of protrusions 210 may penetrate the reflective sheet 120 through the plurality of incisions 122 .
  • a plurality of protrusions 210 may protrude in front of the reflective sheet 120 .
  • the adhesive surface 211 of the plurality of protrusions 210 may penetrate the reflective sheet 120 and protrude toward the front of the reflective sheet 120 .
  • the cutout portion 122 may be provided in a shape corresponding to the edge of the protrusion 210.
  • the cutout portion 122 may be provided in an approximately + shape to correspond to the four corners of the protrusion 210, which is provided in the shape of a square pyramid or square pyramid.
  • FIG. 11 shows a cross-section of a liquid crystal panel and a backlight unit taken along line C-C' of FIG. 10 in a display device according to an embodiment.
  • FIG. 11 schematically shows an example of a cross section of one of the plurality of reflectors 200, two light sources 111 adjacent thereto, the adhesive layer 130, the composite sheet 140, and the liquid crystal panel.
  • the reflector 200 may include a protrusion 210 and a protrusion cover 123 that covers the side surface of the protrusion 210.
  • the backlight unit 100 may not include a diffuser plate.
  • the backlight unit 100 may include a composite sheet 140 that is thinner than the diffusion plate. Through this, the backlight unit 100 can reduce its thickness.
  • the composite sheet 140 may include a diffusion sheet 142 that uniformly diffuses light incident on the composite sheet 140, similar to the diffusion plate.
  • the composite sheet 140 may include a reflective sheet 141 that selectively transmits and reflects light depending on the beam angle of incident light.
  • the composite sheet 140 may include a light conversion sheet 143 provided to convert the wavelength of incident light.
  • the composite sheet 140 may include a prism sheet 144 including a prism pattern.
  • the composite sheet 140 may be coupled to the light source module 110 by an adhesive layer 130. Specifically, the adhesive surface 211 of the plurality of protrusions 210 and the composite sheet 140 may be coupled to each other without separation due to the adhesive force of the adhesive layer 130.
  • the composite sheet 140 may be attached to the plurality of reflectors 200 by contacting the adhesive surfaces 211 of the plurality of protrusions 210 with the adhesive layer 130 provided on one side of the composite sheet 140. In other words, the composite sheet 140 may be attached or coupled to the light source module 110.
  • the plurality of reflectors 200 When the plurality of reflectors 200 are attached to the composite sheet 140, the plurality of reflectors 200 may support the composite sheet 140.
  • the plurality of reflectors 200 may form an array having columns and rows, as will be described later.
  • the plurality of reflectors 200 forming an array can stably support the composite sheet 140 so that the composite sheet 140 is not structurally deformed. Additionally, the plurality of reflectors 200 may be combined with the composite sheet 140 through the adhesive layer 130 without a separate structure.
  • the composite sheet 140 can be fixed while maintaining a predetermined distance from the reflective sheet 120.
  • the plurality of reflectors 200 may support the composite sheet 140 so that a predetermined air gap g is formed between the adhesive layer 130 and the reflective sheet 120.
  • the air gap g may be formed between the reflective sheet 120 and the composite sheet 140, between the substrate 112 and the composite sheet 140, or between the substrate 112 and the adhesive layer 130.
  • the diffusion plate was supported through a plurality of supporters arranged irregularly on the substrate.
  • Supporters are usually arranged irregularly because their location and number are determined according to need.
  • This supporter can support a diffusion plate with relatively high hardness without deformation, but when supporting a composite sheet with relatively low hardness, deformation may occur in the composite sheet.
  • a reflective sheet was not placed in some areas of the substrate where the supporter was placed, thereby reducing the light efficiency of the backlight unit.
  • the composite sheet 140 can be supported without deformation by forming an array of a plurality of reflectors 200 with a relatively low height compared to a conventional supporter.
  • the height of the plurality of reflectors 200 is low, so the thickness of the backlight unit 100 and the display device 10 can be reduced.
  • the plurality of reflectors 200 may form an array having rows and columns. These plurality of reflectors 200 can support the composite sheet 140 at a plurality of points arranged at regular intervals, and through this, the composite sheet 140 can be supported without deformation.
  • the plurality of reflectors 200 can be coupled to the composite sheet 140 without a separate structure by being attached to the adhesive layer 130 provided on one side of the composite sheet 140.
  • the plurality of reflectors 200 may remove or improve the dark portion of the backlight unit 100a by reflecting light emitted from the adjacent light emitting diode 190 toward the front.
  • the elevation angle ⁇ 1 that determines the height of the reflector 200 may satisfy the following relational equation.
  • h2 indicates the distance from the substrate 112 to the highest point of the reflector 200 or the protrusion 210.
  • L1 indicates the distance from the center of the light source 111 or the light emitting diode 190 to the point where the reflector 200 or the protrusion 210 protrudes from the substrate 112.
  • L2 refers to the distance from the point where the reflector 200 or the protrusion 210 protrudes from the substrate 112 to the point where the reflector 200 or the protrusion 210 has the maximum height or the center of the surface having the maximum height.
  • the included angle ⁇ 2 between the reflective surface and the substrate which determines the inclination of the reflective surface of the reflector 200 with respect to the substrate 112, may satisfy the following relational equation.
  • the distance h1 from the substrate 112 to the highest point of the light source 111 and the distance h2 from the substrate 112 to the highest point of the reflector 200 may satisfy the following relational expression.
  • the range of ⁇ 1 described above may be 5° ⁇ ⁇ 1 ⁇ 45°, considering the beam angle of light emitted from the light source 111 and the thickness of the backlight unit 100 or the display device 10.
  • ⁇ 2 may satisfy ⁇ 2 > 1.2* ⁇ 1, considering the beam angle of light emitted from the light source 111 and the thickness of the backlight unit 100 or the display device 10.
  • Figure 12 shows a light source module and a reflective sheet in a backlight unit according to an embodiment.
  • Figure 13 shows an enlarged view of D in Figure 12.
  • the light source 111 may include a light emitting diode 190.
  • the description of the arrangement of the light source 111 may be equally applied to the arrangement of the light emitting diode 190.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged on the substrate 112 to be spaced apart at a first interval along a first direction.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged on the substrate 112 to be spaced apart at the first interval along a second direction perpendicular to the first direction.
  • the first direction may point to the X direction of FIG. 12 .
  • the second direction may point to the Y direction of FIG. 12 .
  • the plurality of light sources 111 may be arranged to be spaced apart by a first distance in the first direction and the second direction to form a light source array.
  • a plurality of reflectors 200 may be disposed between a plurality of light sources 111.
  • the plurality of reflectors 200 may be disposed between the plurality of light sources 111 arranged to be spaced apart at a second interval along a third direction diagonal to the first and second directions.
  • the second interval may be larger than the first interval.
  • the plurality of light sources 111 include a first light emitting diode 190a and a second light emitting diode 190b spaced apart from the first light emitting diode 190a by a first distance d1 in a first direction. and a third light emitting diode 190c spaced apart from the first light emitting diode 190a by a first distance d1 in the second direction.
  • the plurality of light sources 111 may include a fourth light emitting diode 190d spaced apart from the first light emitting diode 190a by a second distance d2 in a third direction diagonal to the first and second directions. You can.
  • the fourth light emitting diode 190d may be spaced apart from the second light emitting diode 190b by a first distance d1 in the second direction.
  • the fourth light emitting diode 190d may be spaced apart from the third light emitting diode 190c by a first distance d1 in the first direction.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged to be spaced apart from each other by a first distance d1 in the first and second directions.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged to be spaced apart from each other by a second distance d2 greater than the first distance d1 in a third direction diagonal to the first and second directions.
  • the distance between the two light sources 111 adjacent in the first and second directions is the first interval d1
  • the distance between the two light sources 111 adjacent in the third direction is the second interval greater than the first interval d1. It may be (d2). Due to this arrangement of the light sources 111, a dark portion may occur in some areas between two adjacent light sources 111 in the third direction. In other words, dark mura may occur in the backlight unit 100.
  • the reflector 200 may be disposed between the first light emitting diode 190a and the fourth light emitting diode 190d or between the second light emitting diode 190b and the third light emitting diode 190c.
  • the reflector 200 may be arranged to be spaced apart from each of the first to fourth light emitting diodes 190a, 190b, 190c, and 190d by half the second distance (1/2*d2). At this time, half of the second interval (1/2*d2) indicates the distance from the light emitting diode 190 to the center of the reflector 200.
  • each of the plurality of reflectors 200 may be disposed between the plurality of light sources 111 arranged diagonally with respect to FIGS. 12 and 13 .
  • the plurality of reflectors 200 may form an array having rows and columns.
  • the dark mura of the backlight unit 100 can be removed or improved.
  • the plurality of reflectors 200 are disposed in positions where the amount of light is relatively low, and can improve the uniformity of luminance of the backlight unit 100 by reflecting light emitted from the plurality of light sources 111 forward.
  • the location where the amount of light is relatively insufficient may indicate between the plurality of light sources 111 arranged along the third direction.
  • the size of the bottom of the reflector 200 may be determined by the azimuth angle ⁇ .
  • the azimuth angle ⁇ refers to a first straight line s1 from any light emitting diode 190 adjacent to the reflector 200 toward the center of the reflector 200, and the outermost point of the reflector 200 from the light emitting diode 190. Indicates the angle between the connecting second straight lines (s2).
  • the size of the bottom of the reflector 200 may be determined by the ⁇ described above.
  • the range of the azimuth angle ⁇ is from approximately 5° to approximately 45° (e.g., considering the beam angle of the light emitted from the light source 111 and the thickness of the backlight unit 100 or the display device 10). , 5° ⁇ ⁇ ⁇ 45°).
  • Figure 14 is an exploded view of a backlight unit according to one embodiment.
  • Figure 15 shows a cross section of a liquid crystal panel and a backlight unit according to one embodiment.
  • the backlight unit 100a may include a diffusion plate 150.
  • the backlight unit 100a includes a light source module 110 that generates light, a reflective sheet 120 that reflects light, a diffusion plate 150 that uniformly diffuses the light, and one surface of the diffusion plate 150. It may include an adhesive layer 130 provided on the surface and an optical sheet 140a provided on the other side of the diffusion plate 150 to improve the luminance of emitted light.
  • the adhesive layer 130 may be disposed between the diffusion plate 150 and the light source module 110.
  • the optical sheet 140a may be disposed between the diffusion plate 150 and the liquid crystal panel 20.
  • the diffusion plate 150 may diffuse light emitted from the plurality of light sources 111 within the diffusion plate 150 in order to reduce unevenness of luminance caused by the plurality of light sources 111 .
  • the diffusion plate 150 can diffuse the uneven light emitted from the plurality of light sources 111 and emit it relatively uniformly to the entire surface.
  • the optical sheet 140a may include various sheets to improve luminance and uniformity of luminance.
  • the optical sheet 140a may include at least one of a light conversion sheet 141a, a prism sheet 142a, and a reflective polarizing sheet 143a.
  • the diffusion plate 150 may be attached to a plurality of reflectors 200 by the adhesive layer 130 provided on one surface of the diffusion plate 150.
  • the diffusion plate 150 can be coupled to the plurality of reflectors 200 by the adhesive force of the adhesive layer 130 without a separate structure.
  • the plurality of reflectors 200 can stably support the diffusion plate 150 at a plurality of points.
  • the plurality of reflectors 200 may support the diffusion plate 150 and the optical sheet 140a so that a predetermined air gap g is formed between the adhesive layer 130 and the reflective sheet 120.
  • the diffusion plate 150 may diffuse light emitted from the plurality of light sources 111 within the diffusion plate 150 in order to reduce unevenness of luminance caused by the plurality of light sources 111 .
  • the diffusion plate 150 can diffuse the uneven light emitted from the plurality of light sources 111 and emit it relatively uniformly to the entire surface.
  • the optical sheet 140 may include various sheets to improve luminance and uniformity of luminance.
  • the optical sheet 140 may include a light conversion sheet 141a, a diffusion sheet (not shown), a prism sheet 142a, a reflective polarizing sheet 143a, etc.
  • the diffusion plate was supported through a plurality of supporters arranged irregularly on the substrate.
  • the supporter's relatively high height was a factor in increasing the thickness of the display device or backlight unit.
  • a reflective sheet was not placed in some areas of the substrate where the supporter was placed, thereby reducing the light efficiency of the backlight unit.
  • the thickness of the backlight unit 100a and the display device 10 can be reduced by supporting the diffusion plate 150 with a plurality of reflectors 200 that are relatively low in height compared to a conventional supporter.
  • the plurality of reflectors 200 are disposed in positions in the light source module 110 where the amount of light is relatively low, and reflect the light emitted from the adjacent light emitting diode 190 toward the front, thereby forming a dark portion of the backlight unit 100a. can be removed or improved.
  • Figure 16 shows a protrusion of a reflector in a backlight unit according to an embodiment.
  • the backlight unit may include a protrusion 210a having a square pyramid shape.
  • the square pyramid-shaped protrusion 210a may be arranged so that each of its four side faces faces the light source 111 (not shown).
  • Figure 17 shows a protrusion of a reflector in a backlight unit according to an embodiment.
  • the backlight unit may include a protrusion 210b in the shape of a polygonal cone.
  • the polygonal cone-shaped protrusion 210b may include an adhesive surface 211b to increase the contact area with the adhesive layer 130.
  • the backlight unit may include a polygonal cone shape whose base is pentagonal or larger.
  • the backlight unit may include protrusions in the shape of a polygonal pyramid.
  • Figure 18 shows a protrusion of a reflector in a backlight unit according to an embodiment.
  • the backlight unit may include a truncated cone-shaped protrusion 210c.
  • the truncated cone-shaped protrusion 210c may include an adhesive surface 211c to increase the contact area with the adhesive layer 130.
  • the backlight unit may include a cone-shaped protrusion.
  • Figure 19 shows a reflector in a backlight unit according to one embodiment.
  • a backlight unit may include a reflector 200 including a reflective surface coated with phosphor.
  • the reflector 200 may include a protrusion 210 including an adhesive surface 211 and a protrusion cover 123a that covers the side surface of the protrusion 210. As described above, the protrusion cover 123a may point to one area of the reflective sheet 120.
  • a phosphor may be applied to the protrusion cover 123a, which is one area of the reflective sheet 120.
  • the protrusion cover 123a to which the phosphor is applied can form a reflective surface of the reflector 200 by covering the side surface of the protrusion 210.
  • the wavelength of light incident on a reflective surface coated with phosphor may be converted. For example, blue light incident on the reflective surface may be partially converted into red light and green light and reflected forward. Through this, the light reflected from the reflector 200 can be relatively close to white light.
  • the brightness and brightness uniformity of the backlight unit can be improved.

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Abstract

디스플레이 장치는, 액정 패널 및 상기 액정 패널에 광을 제공하도록 구성되는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은, 기판과, 상기 기판 상에서 광을 방출하도록 마련되는 복수의 발광 다이오드와, 복수의 굴절 커버로서, 각각의 상기 복수의 굴절 커버는 상기 복수의 발광 다이오드의 대응되는 발광 다이오드 상에 배치되는 복수의 굴절 커버와, 상기 기판 상에서 상기 복수의 발광 다이오드들 사이에 배치되고, 상기 복수의 발광 다이오드로부터 방출되는 광을 반사시키도록 마련되는 복수의 반사체를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치
개시된 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는, 획득 및/또는 저장된 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하여 사용자에게 표시하는 출력 장치의 일종을 가리킬 수 있다.
디스플레이 장치는 액정 패널과, 액정 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛(Back light Unit, BLU)를 포함할 수 있다. 백라이트 유닛은 독립적으로 광을 방출할 수 있는 복수의 점 광원들을 포함할 수 있다.
최근에는, 디스플레이 장치의 두께가 점점 얇아지고 있다. 디스플레이 장치의 두께를 줄이기 위한 한 방안으로, 광학 거리(Optical Distance, OD)를 줄일 수 있다.
개시된 발명의 일 측면은, 광학 거리(OD)를 줄임으로써 두께를 줄인 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은, 백라이트 유닛의 암부를 줄임으로써 휘도 균일성이 향상된 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은, 백라이트 유닛의 광원들 사이에 배치되어 광을 반사시키고, 확산판 및/또는 복합 시트를 지지하는 반사체 어레이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 액정 패널 및 상기 액정 패널에 광을 제공하도록 구성되는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은, 기판과, 상기 기판 상에서 광을 방출하도록 마련되는 복수의 발광 다이오드와, 복수의 굴절 커버로서, 각각의 상기 복수의 굴절 커버는 상기 복수의 발광 다이오드의 대응되는 발광 다이오드 상에 배치되는 복수의 굴절 커버와, 상기 기판 상에서 상기 복수의 발광 다이오드들 사이에 배치되고, 상기 복수의 발광 다이오드로부터 방출되는 광을 반사시키도록 마련되는 복수의 반사체를 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드는, 상기 기판 상에서 제1방향을 따라 제1간격으로 이격될 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드는, 상기 기판 상에서 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 상기 제1간격으로 이격될 수 있다.
상기 복수의 반사체는, 상기 기판 상에서 제3방향을 따라 제2간격으로 이격될 수 있다.
상기 제2간격은 상기 제1간격보다 클 수 있다.
상기 제3방향은 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 대해 대각 방향일 수 있다.
상기 복수의 반사체는, 각각은 사각 뿔대(frustum of square pyramid) 형상으로 마련될 수 있다.
상기 사각 뿔대 형상의 각 옆 면은, 상기 복수의 발광 다이오드들 중 상기 복수의 반사체 각각에 대응되고 인접한 발광 다이오드를 바라볼 수 있다.
상기 복수의 반사체는, 원뿔대, 다각 뿔대, 원뿔, 다각뿔 형상 중 적어도 하나의 형상으로 마련될 수 있다.
상기 복수의 반사체는, 상기 기판으로부터 상기 액정 패널을 향해 돌출되는 복수의 돌기로서, 각각의 상기 복수의 돌기는 적어도 하나의 옆 면을 포함하는 복수의 돌기와, 상기 복수의 돌기의 상기 적어도 하나의 옆 면 상에 배치되어 각각의 상기 복수의 돌기 상에 적어도 하나의 반사면을 형성하는 복수의 돌기 커버를 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 기판 상에 배치되는 반사 시트를 더 포함할 수 있다.
상기 반사 시트는, 상기 복수의 돌기 커버와, 상기 복수의 발광 다이오드 각각과 대응되는 복수의 관통 홀과, 상기 반사 시트의 적어도 하나의 일 영역이 상기 복수의 돌기 커버를 형성하도록 상기 반사 시트의 일부를 절개하여 형성되는 복수의 절개부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드 각각은 대응되는 상기 복수의 관통 홀을 관통할 수 있다.
상기 반사 시트의 상기 적어도 하나의 일 영역에는 상기 적어도 하나의 반사면으로 입사되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 형광체(phosphor)가 도포될 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 기판과 상기 액정 패널 사이에 배치되는 복합 시트와, 상기 복합 시트와 상기 기판 사이에 배치되며, 상기 복합 시트의 일 면에 마련되고, 상기 복합 시트를 상기 복수의 반사체에 접착시키는 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 복합 시트는, 입사되는 광을 선택적으로 반사시키도록 마련되는 반사 시트(reflector sheet)와, 상기 입사되는 광을 확산시키도록 마련되는 확산 시트(diffuser sheet)와, 상기 입사되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 광 변환 시트 및 프리즘 패턴을 포함하는 프리즘 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 반사체는, 상기 복합 시트와 상기 기판 사이에 에어 갭(air gap)이 형성되도록 상기 복합 시트를 지지할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 기판과 상기 액정 패널 사이에 배치되고, 입사되는 광을 확산시키도록 마련되는 확산판(diffuser plate)을 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 확산판과 상기 액정 패널 사이에 배치되도록 상기 확산판의 제1면에 마련되고, 광 변환 시트와, 프리즘 시트 및 반사형 편광 시트 중 적어도 하나를 포함하는 광학 시트를 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 확산판의 제2면에 마련되고, 상기 확산판을 상기 복수의 반사체에 접착시키도록 마련되는 접착층을 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드는 COB(Chip On Board) 방식으로 상기 기판에 실장될 수 있다.
상기 복수의 굴절 커버 각각은, 복수의 지점에서 액체 상태의 투명 물질을 디스펜싱 및 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
상기 액체 상태의 투명 물질은 공기(air)보다 높은 굴절율을 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 액정 패널 및 상기 액정 패널에 광을 제공하도록 구성되는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은, 기판과, 상기 기판에 마운트되어 광을 출력하는 복수의 발광 다이오드로서, 제1발광 다이오드와, 상기 제1발광 다이오드와 제1방향으로 제1간격만큼 이격되는 제2발광 다이오드와, 상기 제1발광 다이오드와 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 상기 제1간격만큼 이격되는 제3발광 다이오드와, 상기 제2발광 다이오드로부터 상기 제2방향으로 상기 제1간격만큼 이격되는 제4발광 다이오드를 포함하는 복수의 발광 다이오드와, 상기 복수의 발광 다이오드 각각을 커버하는 복수의 굴절 커버와, 상기 제1발광 다이오드 내지 상기 제4발광 다이오드 각각으로부터 상기 제1간격보다 작은 제2간격만큼 이격되게 배치되고, 상기 제1발광 다이오드 내지 상기 제4발광 다이오드로부터 방출되는 광을 반사시키도록 제1반사면 내지 제4반사면을 포함하는 반사체를 포함할 수 있다.
상기 반사체는, 상기 기판으로부터 상기 액정 패널을 향해 돌출되고, 네 옆 면을 포함하는 돌기와, 상기 네 옆 면을 커버함으로써 상기 제1반사면 내지 상기 제4반사면을 형성하는 돌기 커버를 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 기판을 커버하도록 마련되고, 상기 돌기 커버를 포함하는 반사 시트를 포함할 수 있다.
상기 반사 시트는, 상기 복수의 발광 다이오드 각각이 관통하도록 상기 복수의 발광 다이오드 각각과 대응되는 복수의 관통 홀을 포함할 수 있다.
상기 반사 시트는 상기 반사 시트의 일 영역이 상기 돌기 커버를 형성하도록 상기 반사 시트의 일부를 절개하여 형성되는 절개부를 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 기판과 상기 액정 패널 사이에 배치되는 복합 시트를 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 복합 시트와 상기 기판 사이에 위치하도록 상기 복합 시트의 일 면에 마련되고, 상기 복합 시트를 상기 복수의 반사체에 접착시키는 접착층을 포함할 수 있다.
상기 복합 시트는, 입사되는 광을 선택적으로 반사시키도록 마련되는 반사 시트(reflector sheet)와, 입사되는 광을 확산시키도록 마련되는 확산 시트(diffuser sheet)와, 입사되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 광 변환 시트 및 프리즘 패턴을 포함하는 프리즘 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 액정 패널 및 상기 액정 패널에 광을 제공하도록 마련되는 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 백라이트 유닛은, 기판과, 상기 기판 상에서 광을 방출하도록 마련되는 복수의 발광 다이오드로서, 상기 복수의 발광 다이오드는 기판 상에서 제1방향을 따라 제1간격으로 서로 이격되고, 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 상기 제1간격으로 서로 이격되는 복수의 발광 다이오드와, 복수의 굴절 커버로서, 각각의 상기 복수의 굴절 커버는 상기 복수의 발광 다이오드들 중 대응되는 발광 다이오드 상에 배치되고, 복수의 상기 굴절 커버는 제3방향을 따라 제2간격으로 서로 이격되고, 상기 제2간격은 상기 제1간격보다 크고, 상기 제3방향은 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 대해 대각 방향인 복수의 굴절 커버와, 상기 기판 상에서 상기 복수의 발광 다이오드들 사이에 배치되고, 상기 복수의 발광 다이오드들로부터 방출되는 광을 반사시키도록 마련되는 복수의 반사체를 포함한다.
상기 복수의 반사체 각각은 사각 뿔대 형상으로 마련될 수 있다.
상기 사각 뿔대 형상의 각 옆 면은 상기 복수의 발광 다이오드들 중 인접하고 대응되는 발광 다이오드를 향할 수 있다.
상기 복수의 반사체는 상기 기판으로부터 상기 액정 패널을 향해 돌출되는 복수의 돌기로서, 상기 복수의 돌기 각각은 적어도 하나의 측면을 포함하는 복수의 돌기와, 상기 기판 상에서 상기 복수의 돌기의 상기 적어도 하나의 측면에 각각 배치되어 상기 복수의 돌기 각각에 적어도 하나의 반사면을 형성하는 복수의 돌기 커버를 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 상기 기판과 상기 액정 패널 사이에 배치되는 복합 시트와, 상기 복합 시트의 표면에 마련되고 상기 복합 시트와 상기 기판 사이에 배치되며 상기 복합 시트를 상기 복수의 반사체에 접착시키도록 마련되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 반사체는 상기 복합 시트와 상기 기판 사이에 에어 갭이 형성되도록 상기 복합 시트를 지지할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 기판과 상기 액정 패널 사이에 배치되고 입사되는 광을 확산시키도록 마련되는 확산판과, 상기 확산판의 제1면에 마련되고 상기 확산판과 상기 액정 패널 사이에 배치되며 광 변환 시트와, 프리즘 시트 및 반사형 편광 시트 중 적어도 하나를 포함하는 광학 시트 및 상기 확산판의 제2면에 마련되고 상기 확산판을 상기 복수의 반사체에 접착시키도록 마련되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 광학 거리를 줄임으로써 두께를 줄인 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 백라이트 유닛의 암부를 줄임으로써 휘도 균일성이 향상된 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 백라이트 유닛의 광원들 사이에 배치되어 광을 반사시키고, 확산판 또는 복합 시트를 지지하는 반사체 어레이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관의 일 예를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구조의 일 예를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 액정 패널의 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 분해하여 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 포함된 광원의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 포함된 발광 다이오드의 일 예를 도시한다.
도 7은 도 6의 일 실시예에 따른 발광 다이오드에서 방출되는 광의 세기를 출사 각도에 따라 도시한다.
도 8은 도 4의 A의 일 예를 확대하여 도시한다.
도 9는 도 4의 B의 일 예를 확대하여 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 광원 모듈 상에 반사 시트가 배치된 모습을 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 도 10의 C-C'에 따른 액정 패널 및 백라이트 유닛의 단면을 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 광원 모듈과 반사 시트를 도시한다.
도 13은 도 12의 D의 일 예를 확대하여 도시한다.
도 14는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 분해하여 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 액정 패널 및 백라이트 유닛의 단면을 도시한다.
도 16은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 반사체의 돌기를 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 반사체의 돌기를 도시한다.
도 18은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 반사체의 돌기를 도시한다.
도 19는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 반사체를 도시한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는”이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "전방", "후방", "좌측", "우측", "상방" 및 "후방"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관의 일 예를 도시한다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(10)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치 등 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(10)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
뿐만 아니라, 디스플레이 장치(10)는 건물 옥상이나 버스 정류장과 같은 옥외에 설치되는 대형 디스플레이 장치(Large Format Display, LFD)를 포함할 수 있다. 여기서, 옥외는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳이면 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)가 설치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(10)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 포함하는 컨텐츠를 수신하고, 비디오 신호와 오디오 신호에 대응하는 비디오(예: 이미지)와 오디오(예: 사운드)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠 데이터를 수신할 수 있다. 본 개시는 상기한 내용에 한정되지 않는다. 예를 들면, 디스플레이 장치(10)는 인터페이스를 통해 비디오 및/또는 오디오 신호를 획득할 수 있다. 이와 달리, 또는 추가적으로, 디스플레이 장치는 그 내부에 저장된 비디오 및/또는 오디오 신호에 접근할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치(10)는 본체(11) 및 영상(I)을 표시하는 스크린(12)을 포함할 수 있다.
본체(11)는 디스플레이 장치(10)의 외형을 형성하며, 본체(11)의 내부에는 디스플레이 장치(10)가 영상(I)을 표시하거나 각종 기능을 수행하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 본체(11)는 평평한 판 형상이나, 본체(11)의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체(11)는 휘어진 판 형상일 수 있다.
스크린(12)은 본체(11)의 전면에 형성되며, 영상(I)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 스크린(12)은 정지 영상 또는 동영상을 표시할 수 있다. 또한 스크린(12)은 2차원 평면 영상 또는 사용자의 양안의 시차를 이용한 3차원 입체 영상을 표시할 수 있다.
스크린(12)은 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU) 등에 의하여 방출된 광을 통과하거나 차단할 수 있는 비자발광 패널(예를 들어, 액정 패널)을 포함할 수 있다.
스크린(12)에는 복수의 픽셀(P)이 형성되며, 스크린(12)에 표시되는 영상(I)은 복수의 픽셀(P) 각각이 방출하는 광에 의하여 형성될 수 있다. 예들 들어, 복수의 픽셀(P) 각각이 방출하는 광이 마치 모자이크(mosaic)와 같이 조합됨으로써, 스크린(12) 상에 영상(I)이 형성될 수 있다.
복수의 픽셀(P) 각각은 다양한 밝기 및 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 다양한 색상의 광을 방출하기 위하여, 복수의 픽셀(P) 각각은 서브 픽셀들(PR, PG, PB)을 포함할 수 있다.
서브 픽셀들(PR, PG, PB)은 적색 광을 방출할 수 있는 적색 서브 픽셀(PR)과, 녹색 광을 방출할 수 있는 녹색 서브 픽셀(PG)과, 청색 광을 방출할 수 있는 청색 서브 픽셀(PB)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적색 광은 파장이 대략 620nm (nanometer, 10억분의 1미터)에서 750nm까지의 광을 나타낼 수 있다. 녹색 광은 파장이 대략 495nm에서 570nm까지의 광을 나타낼 수 있다. 청색 광은 파장이 대략 450nm에서 495nm까지의 광을 나타낼 수 있다.
적색 서브 픽셀(PR)의 적색 광, 녹색 서브 픽셀(PG)의 녹색 광 및 청색 서브 픽셀(PB)의 청색 광의 조합에 의하여, 복수의 픽셀(P) 각각에서 다양한 밝기와 다양한 색상의 광이 출사할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)의 구조의 일 예를 도시하고, 도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)에 포함된 액정 패널의 일 예를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(11) 내부에는 스크린(12)에 영상(I)을 생성하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
예를 들어, 본체(11)에는 면 광원(surface light source)인 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)(100)과, 백라이트 유닛(100)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과하는 액정 패널(20)과, 백라이트 유닛(100) 및 액정 패널(20)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(50)와, 백라이트 유닛(100) 및 액정 패널(20)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(60)가 마련된다. 또한 본체(11)는 액정 패널(20), 백라이트 유닛(100), 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)를 지지하기 위한 베젤(13)과 프레임 미들 몰드(14)와 바텀 샤시(15)와 후면 커버(16)를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 단색광 또는 백색광을 방출하는 점 광원을 포함할 수 있다. 또한 백라이트 유닛(100)은 점 광원으로부터 방출되는 광을 균일한 면광으로 변환하기 위하여 광을 굴절, 반사 및 산란시킬 수 있다. 이처럼, 백라이트 유닛(100)은 점 광원으로부터 방출된 광을 굴절, 반사 및 산란시킴으로써 전방을 향하여 균일한 면광을 방출할 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 아래에서 더욱 자세하게 설명된다.
액정 패널(20)은 백라이트 유닛(100)의 전방에 마련되며, 영상(I)을 형성하기 위하여 백라이트 유닛(100)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 통과시킨다.
액정 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(10)의 스크린(12)을 형성하며, 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)을 형성할 수 있다. 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)은 각각 독립적으로 백라이트 유닛(100)의 광을 차단하거나 통과시킬 수 있다. 또한 복수의 픽셀들(P)에 의하여 통과된 광은 스크린(12)에 표시되는 영상(I)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 액정 패널(20)은 제1편광 필름(21), 제1투명 기판(22), 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26), 컬러 필터(27), 제2투명 기판(28), 제2편광 필름(29)을 포함할 수 있다.
제1투명 기판(22) 및 제2투명 기판(28)은 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26) 및 컬러 필터(27)를 고정 지지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2투명 기판(22, 28)은, 예를 들면, 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있다. 다만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 제1투명 기판(22)과 제2투명 기판(28)은 다른 재질 및/또는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 재질의 조합으로 형성될 수 있다.
제1편광 필름(21) 및 제2편광 필름(29)은 제1 및 제2투명 기판(22, 28)의 외측에 마련된다. 제1편광 필름(21)과 제2편광 필름(29)은 각각 특정한 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단(반사 또는 흡수)할 수 있다. 예를 들어, 제1편광 필름(21)은 제1방향의 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단(반사 또는 흡수)할 수 있다. 또한 제2편광 필름(29)은 제2방향의 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단(반사 또는 흡수)할 수 있다. 이때, 제1방향과 제2방향은 서로 직교할 수 있다. 그로 인하여, 제1편광 필름(21)을 통과한 편광은 제2편광 필름(29)을 직접 통과할 수 없다.
컬러 필터(27)는 제2투명 기판(28)의 내측에 마련될 수 있다. 컬러 필터(27)는 예를 들어 적색 광을 통과시키는 적색 필터(27R)와, 녹색 광을 통과시키는 녹색 필터(27G)와, 청색 광을 통과시키는 청색 필터(27G)를 포함할 수 있다. 또한 적색 필터(27R)와 녹색 필터(27G)와 청색 필터(27B)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 컬러 필터(27)가 점유하는 영역은 앞서 설명한 픽셀(P)에 대응된다. 적색 필터(27R)가 점유하는 영역은 적색 서브 픽셀(PR)에 대응되고, 녹색 필터(27G)가 점유하는 영역은 녹색 서브 픽셀(PG)에 대응되고, 청색 필터(27B)가 점유하는 영역은 청색 서브 픽셀(PB)에 대응된다.
픽셀 전극(23)은 제1투명 기판(22)의 내측에 마련되고, 공통 전극(26)은 제2투명 기판(28)의 내측에 마련될 수 있다. 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 전기가 도통되는 금속 재질로 구성되며, 아래에서 설명할 액정 층(25)을 구성하는 액정 분자(115a)의 배치를 변화시키기 위한 전기장을 생성할 수 있다.
박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)(24)는 제2투명 기판(22)의 내측에 마련된다. 박막 트랜지스터(24)는 패널 드라이버(30)로부터 제공되는 영상 데이터에 의하여 턴온(폐쇄) 또는 턴오프(개방)될 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터(24)의 턴온(폐쇄) 또는 턴오프(개방)에 따라 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 전기장이 형성되거나 제거될 수 있다.
액정 층(25)은 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 형성되며, 액정 분자(25a)에 의하여 채워진다. 액정은 고체(결정)와 액체의 중간 상태를 나타낼 수 있다. 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다. 그로 인하여, 액정 층(25)을 통과하는 전기장의 존부에 따라 액정 층(25)의 광학적 성질이 달라질 수 있다. 예를 들어, 액정 층(25)은 전기장의 존부에 따라 광의 편광 방향을 광축을 중심으로 회전시킬 수 있다. 그에 의하여, 제1편광 필름(21)을 통과한 편광은 액정 층(25)을 통과하는 동안 편광 방향이 회전되며, 제2편광 필름(29)을 통과할 수 있다.
액정 패널(20)의 일측에는, 영상 데이터를 액정 패널(20)로 전송하는 케이블(20a)과, 디지털 영상 데이터를 처리하여 아날로그 영상 신호를 출력하는 디스플레이 드라이버 집적 회로(Display Driver Integrated Circuit, DDI)(30) (이하에서는 '패널 드라이버'라 한다)가 마련된다.
케이블(20a)은 제어 어셈블리(50) 및/또는 전원 어셈블리(60)와 패널 드라이버(30) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 케이블(20a)은 패널 드라이버(30)와 액정 패널(20) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 케이블(20a)은 휘어질 수 있는 플렉서블 플랫 케이블(flexible flat cable) 또는 필름 케이블(film cable) 등을 포함할 수 있다.
패널 드라이버(30)는 케이블(20a)을 통하여 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)으로부터 영상 데이터 및 전력을 수신할 수 있다. 또한 패널 드라이버(30)는 케이블(20a)을 통하여 액정 패널(20)에 영상 데이터 및 구동 전류를 제공할 수 있다.
또한 케이블(20a)과 패널 드라이버(30)는 일체로 필름 케이블, 칩 온 필름(chip on film, COF), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Packet, TCP) 등으로 구현될 수 있다. 다시 말해, 패널 드라이버(30)는 케이블(20b) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 패널 드라이버(30)는 액정 패널(20) 상에 배치될 수 있다.
제어 어셈블리(50)는 액정 패널(20) 및 백라이트 유닛(100)의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어 제어 회로는 외부 컨텐츠 소스로부터 수신된 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 처리할 수 있다. 제어 회로는 액정 패널(20)에 영상 데이터를 전송할 수 있으며, 백라이트 유닛(100)에 디밍(dimming) 데이터를 전송할 수 있다.
전원 어셈블리(60)는 액정 패널(20) 및 백라이트 유닛(100)의 전력을 공급하는 전원 회로를 포함할 수 있다. 전원 회로는 제어 어셈블리(50)와 백라이트 유닛(100)과 액정 패널(20)에 전력을 공급할 수 있다.
제어 어셈블리(50)와 전원 어셈블리(60)는 인쇄 회로 기판과 인쇄 회로 기판에 실장된 각종 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전원 어셈블리(60)의 전원 회로는 콘덴서, 코일, 저항 소자, 프로세서 등 및 이들이 실장된 전원 회로 기판을 포함할 수 있다. 또한 제어 회로는 메모리, 프로세서 및 이들이 실장된 제어 어셈블리(50)의 제어 회로 기판을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 백라이트 유닛의 일 예를 도시한다. 도 5는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 포함된 광원의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은, 광을 생성하는 광원 모듈(110), 광을 반사시키는 반사 시트(120), 입사된 광을 균일하게 확산시키고 출사되는 광의 휘도를 향상시키는 복합 시트(140), 복합 시트(140)와 반사 시트(120) 사이에 배치되는 접착층(130)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은, 확산판(diffuser plate)을 포함하지 않을 수 있다. 백라이트 유닛(100)은 확산판 대비 두께가 얇은 복합 시트(140)를 포함할 수 있다. 복합 시트(140)는 확산판과 마찬가지로 복합 시트(140)로 입사되는 광을 균일하게 확산시키도록 마련될 수 있다. 복합 시트(140)는 확산판 대비 그 두께가 얇기 때문에 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 두께가 줄어들 수 있다.
광원 모듈(110)은 광을 방출하도록 마련되는 복수의 광원(111)과, 복수의 광원(111)이 실장되는 기판(112)과, 기판(112)으로부터 돌출되는 돌기(210)를 포함할 수 있다.
복수의 광원(111)은, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 미리 정해진 패턴으로 배치될 수 있다. 복수의 광원(111)은 하나의 광원과 그에 인접한 광원들 사이의 거리가 동일해지도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 광원(111)은 행과 열을 맞추어 배치될 수 있다. 그에 의하여, 인접한 4개의 광원에 의하여 대략 정사각형이 형성되도록 복수의 광원이 배치될 수 있다. 그러한 실시예에 따르면, 어느 하나의 광원은 4개의 광원과 인접하게 배치되며, 하나의 광원과 그에 인접한 4개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다.
복수의 광원(111)의 배치는 이상에서 설명한 배치에 한정되지 않으며, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 복수의 광원(111)은 다양하게 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광원(111)은 전력이 공급되면 단색광(특정한 범위의 파장을 가지는 광 또는 하나의 피크 파장을 가지는 광, 예를 들어 청색 광) 또는 백색광(복수의 피크 파장을 가지는 광, 예를 들어, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광이 혼합된 광)을 다양한 방향으로 방출할 수 있는 소자를 채용할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 광원(111) 각각은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)(190)와, 굴절 커버(180)를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(10)의 두께가 얇아지도록 백라이트 유닛(100)의 두께 역시 얇아질 수 있다. 백라이트 유닛(100)의 두께가 얇아지도록 복수의 광원(111) 각각이 얇아지고, 그 구조가 단순화된다.
일 실시예에 따르면, 발광 다이오드(190)는, 칩 온 보드(Chip On Board, COB) 방식으로, 기판(112)에 직접 부착될 수 있다. 예를 들어, 광원(111)은 별도의 패키징 없이 발광 다이오드 칩(chip) 또는 발광 다이오드 다이(die)가 직접 기판(112)에 실장되는 발광 다이오드(190)를 포함할 수 있다.
발광 다이오드(190)는 플립 칩(flip chip) 타입으로 제작될 수 있다. 플립 칩 타입의 발광 다이오드(190)는 반도체 소자인 발광 다이오드를 기판(112)에 부착할 때, 금속 리드(와이어) 또는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array, BGA) 등의 중간 매체를 이용하지 아니하고, 반도체 소자의 전극 패턴을 기판(112)에 그대로 융착할 수 있다. 이처럼, 금속 리드(와이어) 또는 볼 그리드 어레이가 생략됨으로 인하여, 플립 칩 타입의 발광 다이오드(190)를 포함하는 광원(111)의 소형화가 가능하다.
굴절 커버(180)는 발광 다이오드(190)를 커버할 수 있다. 굴절 커버(180)는 외부의 기계적 작용에 의한 발광 다이오드(190)의 손상 및/또는 화학 작용에 의한 발광 다이오드(190)의 손상 등을 방지 또는 억제할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 굴절 커버(180)는 중앙부가 오목하게 형성된 대략 돔 형상으로 마련될 수 있다. 굴절 커버(180)는 발광 다이오드(190)의 중심부에서 높은 광강도를 갖는 광의 분포 일부의 지향 각도를 크게 만들어줄 수 있다. 이를 통해, 발광 다이오드(190) 중심부에서의 핫스폿을 저감시킬 수 있고, 발광 다이오드(190) 사이의 피치(pitch)를 증가시킬 수 있으며, 결과적으로 백라이트 유닛(100)에서 발광 다이오드(190)의 개수를 줄일 수 있다.
굴절 커버(180)는 액체 상태의 투명 물질을 복수의 지점에서 디스펜싱 및 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 굴절 커버(180)는 발광 다이오드(190) 상의 네(four) 지점에서 액체 상태의 투명 물질을 디스펜싱 및 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 액체 상태의 투명 물질은 공기(air)보다 높은 굴절율을 가질 수 있다.
일 예로, 굴절 커버(180)는 실리콘 또는 에폭시 수지로 구성될 수 있다. 용융된 실리콘 또는 에폭시 수지는 노즐 등을 통하여 발광 다이오드(190) 상에 토출되고 이후 토출된 실리콘 또는 에폭시 수지가 경화됨으로써, 굴절 커버(180)가 형성될 수 있다.
굴절 커버(180)는 광학적으로 투명하거나 또는 반투명하게 마련될 수 있다. 굴절 커버(180)는 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광은 굴절 커버(180)를 통과하여 외부로 방출되도록 배치될 수 있다. 상기의 설명은 두 가지 가능한 재료를 사용하여 굴절 커버(180)를 형성하는 것을 설명하지만, 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 다른 재료 및/또는 재료의 조합이 사용될 수 있다. 즉, 굴절 커버(180)는 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광이 통과하도록 허용할 수 있도록 하거나 발광 다이오드(190)의 손상을 방지 및/또는 억제할 수 있거나 광학적으로 투명 및/또는 반투명 커버를 제공할 수 있는 다른 재료의 조합으로 형성될 수 있다.
돔 형상의 굴절 커버(180)는 렌즈와 같이 광을 굴절시킬 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광은, 굴절 커버(180)에 의하여 굴절됨으로써, 분산될 수 있다. 이와 달리, 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광은 굴절 커버(180)에 의해 집중될 수 있다.
이처럼, 굴절 커버(180)는 발광 다이오드(190)를 외부의 기계적 작용 및/또는 화학적 작용 또는 전기적 작용으로부터 보호할 뿐만 아니라, 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광을 분산시킬 수 있다.
기판(112)은 광원(111)의 위치가 변경되지 않도록 복수의 광원(111)을 고정할 수 있다. 또한 기판(112)은 광원(111)이 광을 방출하기 위한 전력을 각각의 광원(111)에 공급할 수 있다.
기판(112)은 복수의 광원(111)을 고정할 수 있다. 기판(112)은 광원(111)에 전력을 공급하기 위한 전도성 전력 공급 라인이 형성된 합성 수지 또는 강화 유리 또는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)으로 구성될 수 있다.
이때, 발광 다이오드(190)는 기판(112)의 상면에 복수로 마련되어 어레이를 형성할 수 있으며, 굴절 커버(180)는 복수로 마련되는 발광 다이오드(190) 각각에 대응하도록 복수로 마련될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 포함된 발광 다이오드의 일 예를 도시한다. 도 7은 도 6에 도시된 발광 다이오드에서 방출되는 광의 세기를 출사 각도에 따라 도시한다.
도 6를 참조하면, 발광 다이오드(190)는 투명 기판(195)과, n형 반도체 층(193)과, p형 반도체 층(192)을 포함할 수 있다. 또한, n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192) 사이에는 다중 양자 우물(Multi Quantum Wells, MQW) 층 (194)이 형성된다.
투명 기판(195)은 광을 방출할 수 있는 pn접합의 기저(base)가 될 수 있다. 투명 기판(195)은 예를 들어 반도체 층(193, 192)과 결정 구조가 유사한 사파이어(Al2O3)를 포함할 수 있다.
n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192)이 접합됨으로써, pn 접합이 구현될 수 있다. n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192) 사이에는 공핍 층(depletion region)이 형성될 수 있다. 공핍 층에서 n형 반도체 층(193)의 전자와 p형 반도체 층(192)의 정공이 재결합할 수 있다. 전자와 정공의 재결합에 의하여 광이 방출될 수 있다.
n형 반도체 층(193)은 예를 들어 n형 질화갈륨(n-type GaN)을 포함할 수 있다. 또한, p형 반도체 층(192) 역시 예를 들어, p형 질화갈륨(p-type GaN)을 포함할 수 있다. 질화갈륨(GaN)의 에너지 밴드 갭은 대략 400nm 보다 짧은 파장의 광을 방출할 수 있는 3.4eV (electronvolt) 이다. 따라서, n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192)의 접합에서, 청색 광(deep blue) 또는 자외선이 방출될 수 있다.
n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192)은 질화갈륨에 한정되지 아니하며, 필요한 광에 따라 다양한 반도체 재료가 이용될 수 있다.
발광 다이오드(190)의 제1전극(191a)은 p형 반도체 층(192)과 전기적으로 접촉되며, 제2전극(191b)은 n형 반도체 층(193)과 전기적으로 접촉된다. 제1전극(191a)과 제2전극(191b)은 전극으로 기능할 뿐만 아니라 광을 반사하는 반사체로써 기능할 수 있다.
발광 다이오드(190)에 전압이 인가되면, 제1전극(191a)을 통하여 p형 반도체 층(192)에 정공이 공급되고, 제2전극(191b)을 통하여 n형 반도체 층(193)에 전자가 공급될 수 있다. 전자와 정공은 p형 반도체 층(192)과 n형 반도체 층(193)의 사이에 형성되는 공핍 층에서 재결합할 수 있다. 이때, 전자와 정공이 재결합하는 중에 전자와 정공의 에너지(예를 들어, 운동 에너지 및 위치 에너지)는 광 에너지로 변환될 수 있다. 다시 말해, 전자와 정공이 재결합하면, 광이 방출될 수 있다.
이 때, 양자 우물 층(194)의 에너지 갭(energy band gap)은 p형 반도체 층(192) 및/또는 n형 반도체 층(193)의 에너지 갭보다 작다. 그로 인하여, 정공과 전자는 각각 양자 우물 층(194)에 포획될 수 있다.
양자 우물 층(194)에 포획된 정공과 전자는 양자 우물 층(194)에서 서로 쉽게 재결합할 수 있다. 그로 인하여, 발광 다이오드(190)의 광 생성 효율이 향상될 수 있다.
양자 우물 층(194)에서는, 양자 우물 층(194)의 에너지 갭에 대응하는 파장을 가지는 광이 방출될 수 있다. 예를 들어, 양자 우물 층(194)에서는, 420nm 내지 480nm 사이의 청색 광이 방출될 수 있다. 이처럼, 양자 우물 층(194)은 청색 광을 방출하는 발광 층에 해당할 수 있다.
전자와 정공의 재결합에 의하여 생성된 광은 특정한 방향으로 방출되는 것이 아니며 도 6에 도시된 바와 같이 광은 사방으로 방출될 수 있다. 다만, 통상으로 양자 우물 층(194)과 같이 면에서 방출되는 광의 경우, 발광 면과 수직한 방향으로 방출되는 광의 세기가 가장 크고 발광 면과 평행한 방향으로 방출되는 광의 세기가 가장 작다.
투명 기판(195)의 외측(도면 상으로 투명 기판의 상부)에는 제1반사 층(196)이 마련된다. 즉, 제1반사 층(196)은 발광 층(194)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, p형 반도체 층(192)의 외측(도면 상으로 p형 반도체 층의 하부)에는 제2반사 층(197)이 마련된다. 이처럼, 투명 기판(195)과 n형 반도체 층(193)과 양자 우물 층(194)과 p형 반도체 층(192)은 제1반사 층(196)과 제2반사 층(197) 사이에 배치될 수 있다.
제1반사 층(196)과 제2반사 층(197)은 각각 입사된 광의 어느 일부를 반사시키고, 입사된 광의 다른 일부를 통과시킬 수 있다.
예를 들어, 제1반사 층(196)과 제2반사 층(197)은 특정한 파장 범위에 포함된 파장을 가지는 광을 반사시키고, 특정한 파장 범위를 벗어난 파장을 가지는 광을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 제1반사 층(196)과 제2반사 층(197)은 양자 우물 층(194)에서 방출되는 420nm 내지 480nm 사이의 파장을 가지는 청색 광을 반사시킬 수 있다.
또한, 제1반사 층(196)과 제2반사 층(197)은 특정한 입사 각을 가지는 입사 광을 반사시키고, 특정한 입사 각을 벗어난 광을 통과시킬 수 있다. 이처럼, 제1반사 층(196) 및 제2반사 층(197)은 입사각에 따라 다양한 반사율을 가지도록 굴절률이 상이한 물질을 적층함으로써 형성된 DBR(Distributed Bragg Reflector)층일 수 있다.
예를 들어, 제1반사 층(196)은 작은 입사 각으로 입사되는 광을 반사시키고 큰 입사각으로 입사되는 광을 통과시킬 수 있다. 또한, 제2반사 층(197)은 작은 입사 각으로 입사되는 광을 반사 또는 통과시키고 큰 입사각으로 입사되는 광을 반사시킬 수 있다. 여기서, 입사되는 광은 420nm 내지 480nm 사이의 파장을 가지는 청색 광일 수 있다.
발광 다이오드(190)의 상면과 수직한 방향(도면 상으로 발광 다이오드의 상측 방향으로 방출되는 광의 세기는 발광 다이오드(190)의 상면에 대하여 기울어진 방향(예를 들어, 도면 상으로 상측 방향에서 대략 40도 내지 60도 기울어진 방향)으로 방출되는 광의 세기보다 작을 수 있다.
이때, 발광 다이오드(190)의 상면과 수직한 방향으로 방출되는 광의 지향각은 0˚로 정의될 수 있으며, 발광 다이오드(190)의 상면에 대하여 기울어진 방향으로 방출되는 광은, 0˚보다 큰 각도로 90˚까지의 지향각으로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 발광 다이오드(190)의 수직축을 기준으로 대략 40도 내지 60도로 출사되는 광의 세기가 가장 클 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(190)는 지향각이 50˚인 지점에서 피크(Peak) 광강도를 가질 수 있다. 즉, 발광 다이오드(190)로부터 출사되는 광 중 지향각이 50˚인 광의 세기가 가장 클 수 있다.
또한, 발광 다이오드(190)는 피크 광강도를 갖는 지향각보다 낮은 지향각을 갖는 영역에서 피크 광강도의 절반에 해당하는 광강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(190)는 지향각이 30˚인 지점에서 피크 광강도의 절반에 해당하는 광강도(Peak 1/2)를 가질 수 있다.
또한, 발광 다이오드(190)는 피크 광강도를 갖는 지향각보다 높은 지향각을 갖는 영역에서 피크 광강도의 절반에 해당하는 광강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(190)는 지향각이 70˚인 지점에서 피크 광강도의 절반에 해당하는 광강도(Peak 1/2)를 가질 수 있다.
이처럼, 발광 다이오드(190)는 대략 배트 윙(bat wing) 형상의 광 프로파일을 가질 수 있다. 여기서, 배트 윙 형상의 광 프로파일은 발광 다이오드(190)의 발광 층(194)(예를 들어, 다중 양자 우물 층)과 수직한 방향으로 출사되는 광의 세기보다 비스듬한 방향(예를 들어, 발광 면과 수직한 수직 축으로부터 대략 40에서 60도의 각도 간격을 가지는 방향)으로 출사되는 광의 세기가 큰 광 프로파일을 나타낼 수 있다.
도 8은 도 4의 A를 확대하여 도시한다. 도 9는 도 4의 B를 확대하여 도시한다. 도 10은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 광원 모듈 상에 반사 시트가 배치된 모습을 도시한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 광원 모듈(110)은 기판(112)으로부터 전방으로 돌출되는 복수의 돌기(210)를 포함할 수 있다. 복수의 돌기(210) 상에 반사 시트(120)가 배치됨으로써 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 전방 또는 전방과 근사한 방향으로 반사시키는 복수의 반사체(200)가 형성될 수 있다.
반사 시트(120)는 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 전방으로 또는 전방과 근사한 방향으로 반사시킬 수 있다.
반사 시트(120)는 광원 모듈(110)의 복수의 광원(111) 각각에 대응되는 복수의 관통 홀(121)을 포함할 수 있다. 광원(111)은 관통 홀(120a)을 통과하여, 반사 시트(120)의 앞으로 돌출될 수 있다. 이러한 배치를 통해, 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에서 광을 방출할 수 있다. 반사 시트(120)는 복수의 광원(111)으로부터 반사 시트(120)를 향하여 방출된 광을 복합 시트(140)를 향해 반사시킬 수 있다.
반사 시트(120)는 광원 모듈(110)의 복수의 돌기(210) 각각에 대응되는 복수의 절개부(122)를 포함할 수 있다. 복수의 절개부(122)는 반사 시트(120)의 일부를 절개하여 형성될 수 있다. 복수의 절개부(122)는 복수의 돌기(210) 각각의 모서리(edge)와 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 복수의 절개부(122)는 + 형상으로 마련될 수 있다.
반사 시트(120)는, 반사 시트(120)의 일 영역으로서 복수의 돌기(210)를 커버하도록 마련되는 복수의 돌기 커버(123)를 포함할 수 있다. 반사 시트(120)는 복수의 돌기(210) 상에 복수의 절개부(122)가 위치하도록 기판(112)에 결합되거나 부착될 수 있다. 반사 시트(120)가 기판(112)에 결합 또는 부착됨으로써 복수의 반사체(200)가 형성될 수 있다.
접착층(130) 및 복합 시트(140)은 광원 모듈(110) 및 반사 시트(120)의 전방에 마련될 수 있다. 복합 시트(140)은 광원 모듈(110)의 광원(111)으로부터 방출된 광을 고르게 분산시킬 수 있고, 복합 시트(140)로 입사된 광의 휘도와 휘도의 균일성를 향상시킬 수 있다.
복합 시트(140)는 그로 입사된 광을 확산시키고, 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복합 시트(140)는 입사되는 광을 선택적으로 반사시키도록 마련되는 반사 시트(reflector sheet, 141), 입사되는 광을 확산시키도록 마련되는 확산 시트(diffuser sheet, 142), 입사되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 광 변환 시트(143), 프리즘 패턴을 포함하는 프리즘 시트(143) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
복합 시트(140)는 도 4에 도시된 시트 또는 필름에 한정되지 않으며, 보호 시트 등 더욱 다양한 시트 또는 필름을 포함할 수 있다.
접착층(130)은 복합 시트(140)의 일 면에 마련될 수 있다. 접착층(130)은 복합 시트(140)와 반사 시트(120) 사이에 마련될 수 있다. 접착층(130)은 복합 시트(140)를 복수의 반사체(200)에 접착시킬 수 있다. 접착층(130)에 의해 복합 시트(140)는 별도의 구조물 없이도 광원 모듈(110)에 결합될 수 있다.
도 8을 참조하면, 광원 모듈(110)은 기판(112)과, 기판(112) 상에 실장되는 복수의 광원(111)과, 기판(112)으로부터 돌출되는 복수의 돌기(210)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 돌기(210) 각각은 대략 사각 뿔대(frustum of square pyramid) 형상으로 마련될 수 있다. 달리 표현하면, 돌기(210)는 꼭지점이 편평한 사각 피라미드 형상으로 마련될 수 있다. 돌기(210)는 접착층(130)과의 접촉 면적을 늘리기 위해 그 상면을 형성하는 접착면(211)을 포함할 수 있다. 돌기(210)는 각각이 광원(111)을 바라보도록 배치되는 네(four) 옆 면을 포함할 수 있다. 이러한 돌기(210)의 배치에 의해 후술할 반사체(200)의 반사면 각각은 광원(111)을 바라보도록 배치될 수 있다. 반사체(200)의 반사면이 반사체(200)와 인접한 네 광원(111)들을 바라보도록 배치됨으로써 네 광원(111)에서 방출되는 광들이 반사면에서 전방으로 반사될 수 있다.
도 9를 참조하면, 반사 시트(120)는 복수의 관통 홀(121)과, 복수의 절개부(122)를 포함할 수 있다. 반사 시트(120)는 복수의 절개부(122)와 인접한 일 영역인 복수의 돌기 커버(123)를 포함할 수 있다. 복수의 돌기 커버(123) 각각은 복수의 절개부(122)와 각각 대응될 수 있다.
도 10을 참조하면, 복수의 광원(111) 각각은 관통 홀(121)을 관통하여 반사 시트(120)의 전방으로 돌출될 수 있다.
복수의 돌기 커버(123) 각각은 그와 대응되는 복수의 돌기(210)를 각각 커버할 수 있다. 복수의 돌기 커버(123)가 그와 대응되는 복수의 돌기(210)를 커버하면, 복수의 돌기(210)와 복수의 돌기 커버(123)가 복수의 반사체(200)를 형성할 수 있다. 반사체(200)는 그 구조적 외관을 형성하는 돌기(210)와, 돌기(210)의 외면을 커버하며 광을 반사시키도록 마련되는 복수의 반사면을 포함할 수 있다. 복수의 반사면은 복수의 돌기 커버(123)가 그와 대응되는 복수의 돌기(210)를 커버함으로써 형성될 수 있다.
복수의 절개부(122)를 통해 복수의 돌기(210)의 적어도 일부분은 반사 시트(120)를 관통할 수 있다. 복수의 절개부(122)가 마련됨으로써 복수의 돌기(210)가 반사 시트(120)의 전방으로 돌출될 수 있다. 예를 들면, 복수의 돌기(210)의 접착면(211)은 반사 시트(120)를 관통하여 반사 시트(120)의 전방으로 돌출될 수 있다. 절개부(122)는 돌기(210)의 모서리(edge)와 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 절개부(122)는 사각 피라미드 또는 사각 뿔대 형상으로 마련되는 돌기(210)의 네 모서리와 대응되도록 대략 + 형상으로 마련될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 도 10의 C-C'에 따른 액정 패널 및 백라이트 유닛의 단면을 도시한다.
도 11은 복수의 반사체(200) 중 어느 하나와, 그와 인접한 두 광원(111)과, 접착층(130)과, 복합 시트(140) 및 액정 패널의 단면의 일 예를 개략적으로 도시한다. 상기한 바와 같이, 반사체(200)는 돌기(210)와, 돌기(210)의 옆 면을 커버하는 돌기 커버(123)를 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은, 확산판(diffuser plate)을 포함하지 않을 수 있다. 백라이트 유닛(100)은 확산판 대비 두께가 얇은 복합 시트(140)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 백라이트 유닛(100)은 그 두께를 줄일 수 있다. 복합 시트(140)는 확산판과 마찬가지로 복합 시트(140)로 입사되는 광을 균일하게 확산시키는 확산 시트(142)를 포함할 수 있다. 복합 시트(140)는 입사되는 광의 지향각에 따라 광을 선택적으로 투과 및 반사시키는 반사 시트(141)를 포함할 수 있다. 복합 시트(140)는 입사되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 광 변환 시트(143)를 포함할 수 있다. 복합 시트(140)는 프리즘 패턴을 포함하는 프리즘 시트(144)를 포함할 수 있다.
복합 시트(140)는 접착층(130)에 의해 광원 모듈(110)과 결합될 수 있다. 구체적으로, 접착층(130)의 접착력에 의해 복수의 돌기(210)의 접착면(211)과 복합 시트(140)가 분리되지 않도록 결합될 수 있다. 복합 시트(140)의 일 면에 마련되는 접착층(130)에 복수의 돌기(210)의 접착면(211)들이 접촉함으로써, 복합 시트(140)가 복수의 반사체(200)에 부착될 수 있다. 달리 표현하면, 복합 시트(140)가 광원 모듈(110)에 부착 또는 결합될 수 있다.
복수의 반사체(200)가 복합 시트(140)에 부착되면, 복수의 반사체(200)는 복합 시트(140)를 지지할 수 있다. 복수의 반사체(200)는 후술할 바와 같이, 열과 행을 갖는 어레이를 형성할 수 있다. 어레이를 형성하는 복수의 반사체(200)는 복합 시트(140)가 구조적으로 변형되지 않도록 안정적으로 복합 시트(140)를 지지할 수 있다. 또한, 복수의 반사체(200)는 별도의 구조물 없이 접착층(130)을 통해 복합 시트(140)와 결합될 수 있다.
접착층(130)에 의해 복수의 반사체(200)가 복합 시트(140)에 부착되면, 복합 시트(140)는 반사 시트(120)와 소정 거리 이격된 상태를 유지한 채 고정될 수 있다. 복수의 반사체(200)는 접착층(130)과 반사 시트(120) 사이에 소정의 에어 갭(g)이 형성되도록 복합 시트(140)를 지지할 수 있다. 에어 갭(g)은 반사 시트(120)와 복합 시트(140) 사이에 형성되거나, 기판(112)과 복합 시트(140) 사이 또는 기판(112)과 접착층(130) 사이에 형성될 수도 있다.
종래에는 기판 상에 불규칙하게 배치되는 복수의 서포터를 통해 확산판을 지지하였다. 서포터는 필요에 따라 그 위치와 개수가 정해지기 때문에 불규칙하게 배치되는 것이 일반적이다. 이러한 서포터는 경도(hardness)가 상대적으로 높은 확산판은 변형 없이 지지할 수 있으나, 경도가 상대적으로 낮은 복합 시트를 지지할 때에는 복합 시트에 변형이 생길 수 있다. 또한, 서포터가 배치되는 기판의 일부 영역에는 반사 시트가 배치되지 않아 백라이트 유닛의 광 효율을 저하시켰다.
일 실시예에 따르면, 종래의 서포터 대비 높이가 상대적으로 낮은 복수의 반사체(200)가 어레이를 형성함으로써 복합 시트(140)를 변형 없이 지지할 수 있다. 복수의 반사체(200)는 그 높이가 낮아 백라이트 유닛(100) 및 디스플레이 장치(10)의 두께를 줄일 수 있다. 복수의 반사체(200)는 행과 열을 갖는 어레이를 형성할 수 있다. 이러한 복수의 반사체(200)는 일정한 간격으로 배치되는 복수의 지점에서 복합 시트(140)를 지지할 수 있고, 이를 통해 복합 시트(140)를 변형 없이 지지할 수 있다. 상기한 바와 같이, 복수의 반사체(200)는 복합 시트(140)의 일 면에 마련되는 접착층(130)에 부착됨으로써 별도의 구조물 없이 복합 시트(140)와 결합될 수 있다.
복수의 반사체(200)는 인접한 발광 다이오드(190)로부터 방출되는 광을 전방을 향해 반사시킴으로써 백라이트 유닛(100a)의 암부를 제거하거나 개선할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 반사체(200)의 높이를 결정하는 고도각 θ1은 다음의 관계식을 만족할 수 있다.
θ1 = tan-1 (h2/(L1+L2))
이 때, h2는 기판(112)으로부터 반사체(200) 또는 돌기(210)의 최고점까지의 거리를 가리킨다. L1은 광원(111) 또는 발광 다이오드(190)의 중심으로부터 반사체(200) 또는 돌기(210)가 기판(112)으로부터 돌출하는 지점까지는 거리를 가리킨다. L2는 반사체(200) 또는 돌기(210)가 기판(112)으로부터 돌출하는 지점으로부터 반사체(200) 또는 돌기(210)가 최대 높이를 갖는 지점 또는 최대 높이를 갖는 면의 중심까지의 거리를 가리킨다.
일 실시예에 따르면, 반사체(200)의 반사면의 기판(112)에 대한 기울기를 결정하는 반사면과 기판 사이의 끼인각 θ2는 다음의 관계식을 만족할 수 있다.
θ2 = tan-1 (h2/L2)
일 실시예에 따르면, 기판(112)으로부터 광원(111)의 최고점까지의 거리 h1과 기판(112)으로부터 반사체(200)의 최고점까지의 거리 h2는 다음의 관계식을 만족할 수 있다.
h1 < h2 < 3*h1
상기한 θ1의 범위는, 광원(111)에서 방출되는 광의 지향각과, 백라이트 유닛(100) 또는 디스플레이 장치(10)의 두께를 고려하여, 5° < θ1 < 45° 일 수 있다.
상기한 θ2는, 광원(111)에서 방출되는 광의 지향각과, 백라이트 유닛(100) 또는 디스플레이 장치(10)의 두께를 고려하여, θ2 > 1.2*θ1 을 만족할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 광원 모듈과 반사 시트를 도시한다. 도 13은 도 12의 D를 확대하여 도시한다.
도 12 및 도 13을 참조하여 일 실시예에 따른 광원(111)과 반사체(200)의 배치에 대해 자세히 설명한다. 상기한 바와 같이, 광원(111)은 발광 다이오드(190)를 포함할 수 있다. 이하에서, 광원(111)의 배치에 대한 설명은 발광 다이오드(190)의 배치에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 광원(111)은 기판(112) 상에서 제1방향을 따라 제1간격으로 이격되게 배열될 수 있다. 복수의 광원(111)은 기판(112) 상에서 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 상기 제1간격으로 이격되게 배열될 수 있다. 제1방향은 도 12의 X 방향을 가리킬 수 있다. 제2방향은 도 12의 Y 방향을 가리킬 수 있다.
복수의 광원(111)들은 제1방향 및 제2방향으로 제1간격만큼 이격되게 배치됨으로써 광원 어레이를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 반사체(200)는 복수의 광원(111)들 사이에 배치될 수 있다. 복수의 반사체(200)는 제1방향 및 제2방향에 대해 대각 방향인 제3방향을 따라 제2간격으로 이격되게 배열되는 복수의 광원(111)들 사이에 배치될 수 있다. 제2간격은 제1간격보다 클 수 있다.
도 13을 참조하면, 복수의 광원(111)은 제1발광 다이오드(190a)와, 제1발광 다이오드(190a)로부터 제1방향으로 제1간격(d1)만큼 이격된 제2발광 다이오드(190b)와, 제1발광 다이오드(190a)로부터 제2방향으로 제1간격(d1)만큼 이격된 제3발광 다이오드(190c)를 포함할 수 있다. 복수의 광원(111)은 제1발광 다이오드(190a)로부터 제1방향 및 제2방향에 대해 대각 방향인 제3방향으로 제2간격(d2)만큼 이격된 제4발광 다이오드(190d)를 포함할 수 있다. 제4발광 다이오드(190d)는 제2발광 다이오드(190b)로부터 제2방향으로 제1간격(d1)만큼 이격될 수 있다. 제4발광 다이오드(190d)는 제3발광 다이오드(190c)로부터 제1방향으로 제1간격(d1)만큼 이격될 수 있다.
상기한 바와 같이, 복수의 광원(111)들은 제1방향과 제2방향으로는 제1간격(d1)만큼 이격되게 배치될 수 있다. 복수의 광원(111)들은 제1방향 및 제2방향에 대해 대각 방향인 제3방향으로는 제1간격(d1)보다 큰 제2간격(d2)만큼 이격되게 배치될 수 있다. 제1방향 및 제2방향으로 인접한 두 광원(111) 사이의 거리는 제1간격(d1)인 것에 비해 제3방향으로 인접한 두 광원(111) 사이의 거리는 제1간격(d1)보다 큰 제2간격(d2)일 수 있다. 이러한 광원(111)의 배치로 인해, 제3방향으로 인접한 두 광원(111) 사이의 일부 영역에서는 암부가 생길 수 있다. 달리 표현하면, 백라이트 유닛(100)에 암부 무라(mura)가 생길 수 있다.
반사체(200)는 제1발광 다이오드(190a)와 제4발광 다이오드(190d) 사이 또는 제2발광 다이오드(190b)와 제3발광 다이오드(190c) 사이에 배치될 수 있다. 반사체(200)는 제1발광 다이오드 내지 제4발광 다이오드(190a, 190b, 190c, 190d) 각각으로부터 제2간격의 절반(1/2*d2)만큼 이격되게 배치될 수 있다. 이 때, 제2간격의 절반(1/2*d2)은 발광 다이오드(190)로부터 반사체(200)의 중심까지의 거리를 가리킨다.
상기한 바와 같이, 복수의 반사체(200) 각각은 도 12 및 도 13을 기준으로 대각 방향으로 배치되는 복수의 광원(111) 사이에 배치될 수 있다. 복수의 반사체(200)는 복수의 광원(111)과 마찬가지로 행과 열을 갖는 어레이를 형성할 수 있다.
복수의 반사체(200)들이 제3방향으로 배치되는 복수의 광원(111)들 사이에 배치됨으로써 백라이트 유닛(100)의 상기한 암부 무라를 제거하거나 개선할 수 있다. 복수의 반사체(200)들은 광량이 상대적으로 부족한 위치에 배치되고, 복수의 광원(111)으로부터 방출되는 광을 전방으로 반사시킴으로써 백라이트 유닛(100)의 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 상기한 광량이 상대적으로 부족한 위치는 제3방향을 따라 배치되는 복수의 광원(111)들 사이를 가리킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 반사체(200)의 밑면의 크기는 방위각 Φ에 의해 결정될 수 있다. 방위각 Φ는 반사체(200)와 인접한 어느 하나의 발광 다이오드(190)로부터 반사체(200)의 중심을 향하는 제1직선(s1)과, 상기 발광 다이오드(190)로부터 반사체(200)의 최외곽 지점을 연결하는 제2직선(s2) 사이의 각도를 가리킨다.
반사체(200)의 밑면의 크기는 상기한 Φ에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방위각 Φ의 범위는 광원(111)에서 방출되는 광의 지향각과, 백라이트 유닛(100) 또는 디스플레이 장치(10)의 두께를 고려하여, 대략 5° 부터 대략 45°(예를 들면, 5° < Φ < 45°)일 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 분해하여 도시한다. 도 15는 일 실시예에 따른 액정 패널 및 백라이트 유닛의 단면을 도시한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100a)은 확산판(150)을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(100a)은, 광을 생성하는 광원 모듈(110)과, 광을 반사시키는 반사 시트(120)와, 광을 균일하게 확산시키는 확산판(150)과, 확산판(150)의 일 면에 마련되는 접착층(130)과, 확산판(150)의 타 면에 마련되고 출사되는 광의 휘도를 향상시키는 광학 시트(140a)를 포함할 수 있다. 접착층(130)은 확산판(150)과 광원 모듈(110) 사이에 배치될 수 있다. 광학 시트(140a)는 확산판(150)과 액정 패널(20) 사이에 배치될 수 있다.
확산판(150)은 복수의 광원(111)으로 인한 휘도의 불균일을 줄이기 위하여 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 확산판(150) 내에서 확산시킬 수 있다. 다시 말해, 확산판(150)은 복수의 광원(111)에서 방출된 불균일한 광을 확산시킴으로써 상대적으로 균일하게 전면으로 방출할 수 있다.
광학 시트(140a)는 휘도를 향상시키고 또한 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(140a)는 광 변환 시트(141a), 프리즘 시트(142a), 반사형 편광 시트(143a) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 확산판(150)의 일 면에 마련되는 접착층(130)에 의해 확산판(150)은 복수의 반사체(200)에 부착될 수 있다. 확산판(150)은 별도의 구조물 없이도 접착층(130)의 접착력에 의해 복수의 반사체(200)와 결합될 수 있다. 복수의 반사체(200)는 복수의 지점에서 확산판(150)을 안정적으로 지지할 수 있다. 복수의 반사체(200)는 접착층(130)과 반사 시트(120) 사이에 소정의 에어 갭(g)이 형성되도록 확산판(150) 및 광학 시트(140a)를 지지할 수 있다.
확산판(150)은 복수의 광원(111)으로 인한 휘도의 불균일을 줄이기 위하여 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 확산판(150) 내에서 확산시킬 수 있다. 다시 말해, 확산판(150)은 복수의 광원(111)에서 방출된 불균일한 광을 확산시킴으로써 상대적으로 균일하게 전면으로 방출할 수 있다.
광학 시트(140)는 휘도를 향상시키고 또한 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(140)는 광 변환 시트(141a), 확산 시트(미도시), 프리즘 시트(142a), 반사형 편광 시트(143a) 등을 포함할 수 있다.
종래에는 기판 상에 불규칙하게 배치되는 복수의 서포터를 통해 확산판을 지지하였다. 서포터는 상대적으로 그 높이가 높아 디스플레이 장치 또는 백라이트 유닛의 두께를 증가시키는 요인이 되었다. 또한, 서포터가 배치되는 기판의 일부 영역에는 반사 시트가 배치되지 않아 백라이트 유닛의 광 효율을 저하시켰다.
일 실시예에 따르면, 종래의 서포터 대비 높이가 상대적으로 낮은 복수의 반사체(200)가 확산판(150)을 지지함으로써 백라이트 유닛(100a) 및 디스플레이 장치(10)의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 복수의 반사체(200)는, 광원 모듈(110)에서 상대적으로 광량이 부족한 위치에 배치되고, 인접한 발광 다이오드(190)로부터 방출되는 광을 전방을 향해 반사시킴으로써, 백라이트 유닛(100a)의 암부를 제거하거나 개선할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 반사체의 돌기를 도시한다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 사각 피라미드 형상의 돌기(210a)를 포함할 수 있다. 사각 피라미드 형상의 돌기(210a)는 네 옆 면 각각이 광원(111)(미도시)을 바라보도록 배치될 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 반사체의 돌기를 도시한다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 다각 뿔대 형상의 돌기(210b)를 포함할 수 있다. 다각 뿔대 형상의 돌기(210b)는 접착층(130)과의 접촉 면적을 늘리기 위해 접착면(211b)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 백라이트 유닛은 밑면이 오각형 이상인 다각 뿔대 형상을 포함할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 백라이트 유닛은 다각 피라미드 형상의 돌기를 포함할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 반사체의 돌기를 도시한다.
도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 원뿔대 형상의 돌기(210c)를 포함할 수 있다. 원뿔대 형상의 돌기(210c)는 접착층(130)과의 접촉 면적을 늘리기 위해 접착면(211c)을 포함할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 백라이트 유닛은 원뿔 형상의 돌기를 포함할 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서, 반사체를 도시한다.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 형광체(phosphor)가 도포된 반사면을 포함하는 반사체(200)를 포함할 수 있다.
반사체(200)는 접착면(211)을 포함하는 돌기(210)와, 돌기(210)의 옆면을 커버하는 돌기 커버(123a)를 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이, 돌기 커버(123a)는 반사 시트(120)의 일 영역을 가리킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 반사 시트(120)의 일 영역인 돌기 커버(123a)에는 형광체가 도포될 수 있다. 형광체가 도포된 돌기 커버(123a)는 돌기(210)의 옆면을 커버함으로써 반사체(200)의 반사면을 형성할 수 있다. 형광체가 도포된 반사면으로 입사되는 광은 파장이 변환될 수 있다. 예를 들면, 반사면으로 입사된 청색 광은, 그 일부가 적색 광과 녹색 광으로 변환되어 전방으로 반사될 수 있다. 이를 통해, 반사체(200)에서 반사된 광이 상대적으로 백색광에 가까워질 수 있다. 반사면에 형광체가 도포됨으로써 백라이트 유닛의 휘도 및 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널에 광을 제공하도록 구성되는 백라이트 유닛; 을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    기판과,
    상기 기판 상에서 광을 방출하도록 마련되는 복수의 발광 다이오드와,
    복수의 굴절 커버로서, 각각의 상기 복수의 굴절 커버는 상기 복수의 발광 다이오드의 대응되는 발광 다이오드 상에 배치되는 복수의 굴절 커버와,
    상기 기판 상에서 상기 복수의 발광 다이오드들 사이에 배치되고, 상기 복수의 발광 다이오드로부터 방출되는 광을 반사시키도록 마련되는 복수의 반사체를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드는 상기 기판 상에서 제1방향을 따라 제1간격으로 이격되고,
    상기 복수의 발광 다이오드는 상기 기판 상에서 상기 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 상기 제1간격으로 이격되는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 반사체는 상기 기판 상에서 제3방향을 따라 제2간격으로 이격되고,
    상기 제2간격은 상기 제1간격보다 크고,
    상기 제3방향은 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 대해 대각 방향인 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 반사체 각각은 사각 뿔대(frustum of square pyramid) 형상으로 마련되고,
    상기 사각 뿔대 형상의 각 옆 면은, 상기 복수의 발광 다이오드들 중 상기 복수의 반사체 각각에 대응되고 인접한 발광 다이오드를 바라보는 디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 반사체는,
    원뿔대, 다각 뿔대, 원뿔, 다각뿔 형상 중 적어도 하나의 형상으로 마련되는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 반사체는,
    상기 기판으로부터 상기 액정 패널을 향해 돌출되는 복수의 돌기로서, 각각의 상기 복수의 돌기는 적어도 하나의 옆 면을 포함하는 복수의 돌기와,
    상기 복수의 돌기의 상기 적어도 하나의 옆 면 상에 배치되어 각각의 상기 복수의 돌기 상에 적어도 하나의 반사면을 형성하는 복수의 돌기 커버를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 기판 상에 배치되는 반사 시트; 를 더 포함하고,
    상기 반사 시트는,
    상기 복수의 돌기 커버와,
    상기 복수의 발광 다이오드 각각과 대응되는 복수의 관통 홀과,
    상기 반사 시트의 적어도 하나의 일 영역이 상기 복수의 돌기 커버를 형성하도록 상기 반사 시트의 일부를 절개하여 형성되는 복수의 절개부를 포함하고,
    상기 복수의 발광 다이오드 각각은 대응되는 상기 복수의 관통 홀을 관통하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사 시트의 상기 적어도 하나의 일 영역에는 상기 적어도 하나의 반사면으로 입사되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 형광체(phosphor)가 도포되는 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 기판과 상기 액정 패널 사이에 배치되는 복합 시트와,
    상기 복합 시트의 일 면에 마련되고, 상기 복합 시트와 상기 기판 사이에 배치되며, 상기 복합 시트를 상기 복수의 반사체에 접착시키는 접착층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복합 시트는,
    입사되는 광을 선택적으로 반사시키도록 마련되는 반사 시트(reflector sheet)와,
    상기 입사되는 광을 확산시키도록 마련되는 확산 시트(diffuser sheet)와,
    상기 입사되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 광 변환 시트 및
    프리즘 패턴을 포함하는 프리즘 시트 중 적어도 하나를 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 반사체는, 상기 복합 시트와 상기 기판 사이에 에어 갭(air gap)이 형성되도록 상기 복합 시트를 지지하는 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 기판과 상기 액정 패널 사이에 배치되고, 입사되는 광을 확산시키도록 마련되는 확산판(diffuser plate)과,
    상기 확산판과 상기 액정 패널 사이에 배치되도록 상기 확산판의 제1면에 마련되고, 광 변환 시트와, 프리즘 시트 및 반사형 편광 시트 중 적어도 하나를 포함하는 광학 시트와,
    상기 확산판의 제2면에 마련되고, 상기 확산판을 상기 복수의 반사체에 접착시키도록 마련되는 접착층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드는 COB(Chip On Board) 방식으로 상기 기판에 실장되는 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 굴절 커버 각각은,
    복수의 지점에서 액체 상태의 투명 물질을 디스펜싱 및 경화시킴으로써 형성되고,
    상기 액체 상태의 투명 물질은 공기(air)보다 높은 굴절율을 갖는 디스플레이 장치.
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